Two-Dimensional Supersolid Formation in Dipolar Condensates
偶极凝聚体最近被诱导形成长期寻求的超固相。虽然一维超固体可以通过触发旋转不稳定性来制备,但我们发现在二维(2D)中这样的过程会导致全局相位相干性和晶体有序性的损失。与一维不同的是,二维的旋子模与超固体结构几乎没有共同之处。我们开发了一个有限温度随机Gross-Pitaevskii理论,该理论包括超越平均场效应来探索2D中的形成过程,并发现蒸发冷却直接进入超固相-因此绕过一阶roton不稳定性-可以在圆形陷阱中产生强大的超固体。重要的是,所得到的超固体在最终的非零温度下是稳定的。然后,我们通过这种蒸发过程在近圆形阱中实验性地产生2D超固体。我们的工作提供了深入了解超固体形成的过程中的二维和定义一个现实的路径,形成大型二维超固体阵列。
2022-05-15 cond-mat.quant-gas
Catalyzation of supersolidity in binary dipolar condensates
突破性的实验新探索了偶极量子液滴和超固体的迷人物理学。最近偶极混合物的实现开辟了进一步有趣的可能性。我们表明,在相当一般的条件下,第二个组件的存在下,催化液滴成核和超固体,否则未调制的冷凝。液滴催化在混溶混合物中,这可能会发生,即使是一个令人惊讶的小杂质掺杂,结果从一个本地的roton不稳定性引发的掺杂依赖的修改的有效偶极强度。催化机制可能会触发形成一个双流体超固体,其特征是通常不同的超流体分数的每一个组件,这打开了有趣的可能性,为未来的研究自旋物理学在偶极超固体。
2023-03-04 cond-mat.quant-gas
Superfluid-supersolid phase transition of elongated dipolar Bose-Einstein Condensates at finite temperatures
本研究采用局域密度近似的Bogoliubov理论,分析管状受限偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的有限温度相图,明确该结构下超流体-超固相变存在一级与二级形式,并探究有限温度对相变点的影响。
2024-02-02 cond-mat.quant-gas
Excitation spectrum of a double supersolid in a trapped dipolar Bose mixture
本文研究受限偶极玻色混合物的双重超固体区域,通过分析激发谱揭示双重压缩模式、偶极旋子及Higgs/Goldstone模式,并提出可实验监测单组分向非相干液滴转变。
2024-12-06 cond-mat.quant-gas
Spin rotons and supersolids in binary antidipolar condensates
本文理论研究无限管中反偶极与非偶极 BEC 混合物,揭示自旋旋振子失稳导致连续超固体相变,并给出跨准一维至三维区域的相图及淬火动力学。
2023-12-06 cond-mat.quant-gas
Persistent Currents in Toroidal Dipolar Supersolids
本文研究了一个囚禁在环形几何中的偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的转动性质。通过研究旋转坐标系下和固定角动量下的基态,我们观察到凝聚体在超流或超固相中的作用方式有明显的不同。我们发现,有趣的是,环形偶极冷凝物可以支持超固体持续电流发生在局部最小值的基态能量作为角动量的函数,其中该状态有一个涡旋的解决方案中的超流组件的冷凝物。这种状态的衰变被一个屏障阻止,该屏障部分由一部分冷凝物模仿固体旋转的状态组成,旋转方向与涡旋方向相反。此外,旋转的环形超固体表现出滞后行为,这是定性不同的取决于超流部分的冷凝物。
2020-03-13 cond-mat.quant-gas
The transition from Bose-Einstein condensate to supersolid states in Rydberg-dressed gases beyond Bogoliubov approximation
本文研究了考虑有限程相互作用的里德伯缀饰原子的玻色-爱因斯坦凝聚。我们使用基于平均场方法的Hartree-Fock-Bogoliubov近似。此外,在这个近似修改的两体相互作用的有限范围的字符,我们将获得里德伯打扮玻色气体的热力学量的解析表达式。BEC准粒子谱的虚部信号的旋转模的不稳定性相对于超固态的形成。我们的理论预言了三维里德伯缀饰玻色子从BEC到超固相的二阶量子相变。
2022-09-30 cond-mat.quant-gas
Supersolidity of polariton condensates in photonic crystal waveguides
本研究针对一维光子晶体波导中激子-极化激元凝聚体系,理论揭示了由非线性散射引发的第二发射阈值对应超固态,其兼具相位与平移对称性自发破缺特征,并提出了可识别该现象的实验判据。
2025-01-13 cond-mat.quant-gas
Supersolidity in an elongated dipolar condensate
我们提出了一个理论的出现超固态的雪茄状偶极量子玻色气体。我们的方法是基于一个简化的三维(3D)理论,其中的凝聚波函数被分解成一个轴向场和一个横向部分变分描述。这提供了一个准确的全3D描述,是特定于当前实验的制度和有效的计算。我们应用这个理论来理解气体在无限管势中的相图。我们发现,随着平均密度的变化,超固态转变有连续区和不连续区。我们开发了两个简化的分析模型来表征相图,并阐明量子液滴和旋子激发的作用。
2020-04-27 cond-mat.quant-gas
Anharmonicity Induced Supersolidity In Spin-Orbit Coupled Bose-Einstein Condensates
超固体是物质的一种迷人的量子态,具有非经典转动惯量和输运反常等新现象。在凝聚态物理中,平移对称破缺与超流共存是一个长期存在的问题。通过最近的实验进展,在超冷气体中创建可调谐的合成自旋轨道耦合,这种高度可控的原子系统将提供新的可能性,以获得超固体,而固体中没有对应物。在这里,我们报告说,结合非谐性的捕获势和自旋轨道耦合将提供一个新的范例,以实现超固体。通过Gross-Pitaevskii方程的虚时间演化,我们证明了当考虑一维光晶格中囚禁的Rashba型自旋轨道耦合玻色子原子时,可以发现超固态.此外,一个skyrmion反skyrmion晶格是与这种超固体的外观,表明我们提出的超固体的拓扑非平凡性质。
2019-09-26 cond-mat.quant-gas
Infinitely-long-range nonlocal potentials and the Bose-Einstein supersolid phase
借助于Bogoliubov不等式,证明了只要凝聚体原子间的相互作用是非局域的,且是无限长程的,玻色-爱因斯坦凝聚体就具有Bloch形式,是一种自组织超固体.
2011-04-14 cond-mat.quant-gas
Self-bound supersolid stripe phase in binary Bose-Einstein condensates
超固体性--超流性与晶体或无定形密度变化的共存--自从提出猜想以来就一直受到热烈的争论。虽然最初的焦点是氦-4,但最近的实验发现了超冷偶极量子气体中的超固体。在这里,我们提出了一个新的自约束超固相的玻色气体与短程相互作用的二元混合物,利用非平凡的自旋轨道耦合的属性。我们发现,一个一级相变从一个自约束的超固态条纹相的玻色气体的零最小液滴状态发生的Rabi耦合强度的函数。这些阶段的特点是使用的动量分布,横向自旋极化和超流分数。在一个分析框架中估计了过渡的临界点。预测的密度调制超固体条纹和零最小液滴相应该是实验观察到的二元混合物的$^{39}$ K与自旋轨道耦合。
2020-01-14 cond-mat.quant-gas
Hydrodynamic theory of Rotating Ultracold Bose Einstein Condensates in Supersolid Phase
在平均场Gross-Pitaevskii框架下,具有长程相互作用的超冷原子凝聚体在超过临界相互作用强度后将具有类超固体的基态。这种平均场超固体的基态具有周期性调制的超流密度,这意味着超流和晶体有序共存。处于这种平均场基态的超冷原子系统可以受到通过旋转或利用Raman激光在原子的超精细态之间引入空间依赖耦合而产生的人工规范场的作用。从零温下描述这类系统的Gross-Pitaevskii能量泛函出发,我们构造了描述这种弱相互作用超冷原子旋转超固体在二维空间中的低能长波激发的流体动力学理论.我们在著名的双流体近似的框架内处理这种系统中的超固体。在快旋转极限下,考虑超流中的涡旋晶格与超固体晶格共存,我们解析地得到了在这种平衡态附近的集体激发的色散关系。色散关系给出了旋转超固体的模式,这些模式可以在现有技术范围内通过实验测量。我们指出,这可以清楚地识别这样的超冷原子超固相在一个明确的方式。
2015-03-14 cond-mat.quant-gas
Spin orders in the supersolid phases in binary Rydberg-dressed Bose-Einstein condensates
我们证明了具有长程交换作用的自旋为1/2的量子系统中的五种可能的有序态:Neel态、梯形态、Peierls态、符合态和畴态,都可以在超固相的二元Rydberg缀饰BEC系统中实现.在这样的系统中,阻塞现象也发生对不同的激发态原子,这导致在基态原子之间的类似的物种内和物种间的长程相互作用。这表明在超冷铷原子的基态可能形成赝自旋1/2系统。
2013-05-23 cond-mat.quant-gas
Supersolidity of dipolar Bose-Einstein condensates induced by coupling to fermions
该研究提出耦合费米子可使准一维偶极玻色凝聚体经历液滴、roton 失稳、超固体到孤立液滴晶体的转变,并通过耦合 Gross–Pitaevskii 与 Hartree–Fock 方程揭示其 Goldstone 和 Higgs 激发模式。
2024-09-30 cond-mat.quant-gas
Supersolid phases of ultracold bosons trapped in optical lattices dressed with Rydberg $p$-states
在不同的领域中,具有自发破缺对称性的工程量子相位是一个主要的研究目标。光晶格中的超冷里德伯激发原子是实现晶格平移对称性破缺量子相位的一个有前途的平台,因为它们在大于晶格常数的距离上相互作用。虽然许多理论工作被困里德伯激发的气体预测这样的阶段,特别是密度波或超固相,他们的实验观察证明是困难的,由于挑战,如散射过程和有限的实验可实现的耦合强度。这些以前的研究大多集中在各向同性相互作用的气体穿着里德堡$s$ -状态,而各向异性相互作用的影响,由于里德堡激发$p$ -状态的捕获量子气体仍然少得多的研究。此外,它表明,用于激发里德堡$p$ -态的激发方案具有优势,可实现的耦合强度和散射过程的限制相比,其$s$ -态对应物,这使得里德堡$p$ -态修饰的量子气体的研究更加有趣。在本工作中,我们研究了扩展的,两个组件的玻色-哈伯德模型,实现了一个玻色量子气体与里德堡激发$p$ -态被困在一个光晶格,在Gutzwiller平均场论。我们计算了基态相图并研究了它的不同区域。通过与各向同性情况下的相图比较,我们发现各向异性相互作用更有利于观察超固相。
2022-03-30 cond-mat.quant-gas
The Fate of the Higgs Mode in a Trapped Dipolar Supersolid
本文从理论上研究了束缚偶极量子气体在玻色-超固体相变中的元激发谱。我们的计算揭示了不同的希格斯和南武-戈德斯通模式的存在,出现从软化roton模式的偶极BEC在相变点。在过渡的超固体一侧,希格斯模式的能量迅速增加,导致与更高的模式的强耦合。我们的研究强调了超固态的对称破缺性质如何转化为有限尺寸系统。
2019-07-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Chiral supersolid and dissipative time crystal in Rydberg-dressed Bose-Einstein condensates with Raman-induced spin-orbit coupling
研究拉曼诱导自旋轨道耦合的里德伯缀饰双组分BEC,揭示手性超固相及丰富基态相图,并证明旋转系统可由该初态维持耗散连续时间晶体。
2025-10-05 cond-mat.quant-gas
Creation and robustness of quantized vortices in a dipolar supersolid when crossing the superfluid-to-supersolid transition
偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的实验最近报道了超固体的观测。虽然量子化涡旋构成了超流性的关键探针,但它们在偶极超固体中的可观测性在很大程度上受到液滴形成所引起的强烈密度耗尽的阻碍。我们提出了一种新的方法来成核的旋涡和他们的观察,基于淬火的s-波散射长度跨越超流-超固体过渡。从一个缓慢旋转,无涡,配置在超流相,我们预测涡旋成核系统进入超固相,由于在超固体的临界角速度的强烈减少。一旦一个漩涡被创建,我们表明,它是强大的保存时,冷凝物被带回到超流相,在那里它可以很容易地观察到。
2022-10-14 cond-mat.quant-gas
Excitations of a supersolid annular stripe phase in a spin-orbital-angular-momentum-coupled spin-1 Bose-Einstein condensate
本研究针对SOAM耦合的自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体,理论探究了超固环形条纹相的集体激发,明确了三种基态相及相变特征,发现双对称旋子模软化是超固性的前兆。
2025-02-20 cond-mat.quant-gas
Supersolidity around a critical point in dipolar Bose Einstein condensates
我们探讨了偶极玻色-爱因斯坦凝聚体在热力学极限下的空间对称性破缺,并揭示了相图中的一个临界点,在该临界点处通过二级相变发生结晶。这种行为可以追溯到偶极凝聚体中量子涨落的显著影响,它还稳定了一种新的超固相,即具有最大调制对比度和近乎完美的超流性的规则蜂窝图案。
2019-03-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Supersolid phase of a spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate: a perturbation approach
具有拉曼诱导自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体的相图包含一个具有超固态特征的条纹相。在这项工作中,我们开发了一种微扰的方法来研究这个阶段的基态和Bogoliubov模式,持有小值的拉曼耦合。我们得到的最相关的观测值(包括条纹的周期性,声速,可压缩性,和磁化率),这是在良好的协议与精确的(非微扰)的数值结果,获得显着大的耦合值的分析预测。我们进一步揭示了两个无隙Bogoliubov模式的性质在长波长极限。我们发现,自旋分支的频谱,对应于在此限制的两个自旋组件之间的相对相位的动态,描述了平移的平衡密度分布的条纹,从而提供典型的超固体配置的晶体戈德斯通模式。最后,使用求和规则的参数,我们表明,超流密度可以通过测量平行和垂直于自旋轨道耦合方向的声速的比率来实验访问。
2021-09-30 cond-mat.quant-gas
Superfluid properties of a honeycomb dipolar supersolid
最近在偶极凝聚体上的突破性实验已经报道了超固体的产生,包括量子液滴的二维阵列。然而,液滴阵列并不是唯一可能的非平凡密度排列,这是由平均场不稳定性和量子稳定性的相互作用引起的。其他几种可能的密度模式可能出现在较高密度的捕获冷凝物中,包括所谓的蜂窝状超固体,这是一种在热力学极限下存在的相,正如三角形液滴超固体的情况一样。我们发现,相比液滴超固体,蜂窝状超固体有一个大大增强的超流分数,同时保持一个大的密度对比度,并在这个意义上构成一个更好的偶极超固体。然而,与液滴超固体相反,量子化的漩涡不能在蜂窝状超固体中产生,而不驱动过渡到所谓的“非球形相”。我们表明,减少的转动惯量,并与它的超流部分,但是可以可靠地探测通过研究动力学后的剪刀状扰动。
2022-09-21 cond-mat.quant-gas
Traveling supersolid stripe patterns in spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates
CNR NANOTEC, Institute of Nanotechnology(意大利国家研究委员会纳米技术研究所);Russian Quantum Center(俄罗斯量子中心);Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学)
研究自旋-轨道耦合玻色凝聚体中旅行超固体条纹图案的形成与稳定性,揭示其在高人口不平衡下的相变行为及谱特性。
2026-01-16 cond-mat.quant-gas
Droplet Arrays in Doubly-Dipolar Bose-Einstein condensates
双偶极粒子的气体,同时具有磁和电的偶极矩,提供了有趣的新的可能性。我们表明,双偶极相互作用,量子稳定,和外部限制之间的相互作用,结果在一个丰富的超固体和非相干液滴阵列在双偶极凝聚的基态物理。我们的研究揭示了工程量子液滴和液滴超固体的新的可能性,包括超固体-超固体转变和实现煎饼液滴的超固体阵列。
2022-10-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Crossing the superfluid-supersolid transition of an elongated dipolar condensate
本文利用扩展Gross-Pitaevskii理论研究了细长偶极凝聚体在超流-超固体相变中的动力学行为,揭示了横向约束强度与斜坡速度对集体激发模式及维度交叉的影响。
2022-07-15 cond-mat.quant-gas
$\mathbb{Z}_n$ symmetry broken supersolid in spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates
本文提出并研究自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中由离散Z_n对称性自发破缺形成的Z_n超固体,揭示其简并基态与赝Goldstone模式,并展示谐振子势阱中自旋微扰可诱导基态跃迁,为模拟一般Z_n破缺物理提供冷原子平台。
2023-05-20 cond-mat.quant-gas
Supersolid Vortex Crystals in Rydberg-dressed Bose-Einstein Condensates
我们研究旋转准二维玻色-爱因斯坦凝聚体,其中原子被打扮成一个高度激发的里德伯态。这导致弱的有效相互作用,诱导过渡到介观超固态。考虑到慢转动,我们用量子蒙特卡罗模拟和平均场计算确定了它的超流性。对于快速旋转,后者揭示了一个有趣的竞争之间的超固体晶体结构和旋转引起的涡旋晶格,产生新的阶段,包括阵列的介观涡旋晶体。
2012-04-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Supersolidity in Two-Dimensional Trapped Dipolar Droplet Arrays
本文从理论上研究了扁偶极玻色-爱因斯坦凝聚体从超流到液滴结晶转变的基态和元激发谱。我们系统地确定制度,自发旋转对称性破缺导致出现的超固相与特征集体激发,如希格斯振幅模式。此外,我们研究了整个过渡的动力学,并展示了如何在最先进的实验中使用标准协议实现这些超固体。
2021-03-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Supersolid-like solitons in two-dimensional nonmagnetic spin-orbit coupled spin-1 and spin-2 condensates
研究了自旋为1和自旋为2的Rashba自旋轨道耦合准二维玻色-爱因斯坦凝聚体中空间周期性类超固体超晶格和条纹孤子的自发产生.弱SO耦合自旋1 BEC中的孤子是$(-1, 0, +1)$和$(0, +1, +2)$型圆对称的,并且具有固有涡度;括号中的数字分别是超自旋分量$+1, 0, -1$中的缠绕数。SO耦合自旋2 BEC中的圆对称孤子具有$(-2, -1, 0, +1, +2)$和$(-1, 0, +1, +2, +3)$两种类型,前者为基态,其缠绕数分别对应于自旋分量$+2, +1, 0, -1, -2$.对于更强的SO耦合强度,这些孤子获得多环结构,同时保持缠绕数。在自旋为1和自旋为2的BEC中,除了圆非对称孤子外,准简并条纹孤子和超晶格孤子也可以作为激发定态出现。pla-cl.tex
2022-10-17 cond-mat.quant-gas
Supersolid properties of a Bose-Einstein condensate in a ring resonator
研究了玻色-爱因斯坦凝聚体与环形谐振腔中两个互不干涉且反向传播的模相互作用的动力学。从实验和理论上确定了超流、超固相和动态相。对于这两种模式,获得足够相等的泵浦强度的超固相。在这个制度中,我们观察到一个稳定状态的出现与结晶秩序,自发地打破了连续的平移对称性的系统。这种状态的超固态性是由超流到超固态相变时的全局相位相干守恒来证明的。在临界泵浦不对称性之上,系统演变成通常称为集体原子反冲激光的动态失控不稳定性。我们提出了一个相图,并通过比较理论预测与实验观察的各个阶段的特点。
2019-08-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Vortex properties in the extended supersolid phase of dipolar Bose-Einstein condensates
本文以$^{164}$ Dy原子为模型,研究了零温下偶极玻色-爱因斯坦凝聚体超固相中单量子化线性涡旋的性质。该系统在$x-y$平面内扩展,并在偏振方向$z$上被谐波陷阱限制。我们的研究是基于广义Gross-Pitaevskii方程。我们的基态的系统的空间秩序和超流分数和比较的性质的一个单一的涡旋和涡旋偶极子在超流相(SFP)和超固相(SSP)。与SFP中的旋涡不同,SFP中的旋涡在超流体中自由移动,SSP中的旋涡位于间隙部位,并且不能自由移动。我们计算了从一个平衡点到另一个平衡点运动的能垒。事实上,涡是提交给一个周期性的潜力有一个戏剧性的影响,由两个反向旋转的平行涡的涡偶极子的动力学;而不是刚性平移的SFP,涡和反涡的做法,通过一系列的跳跃从一个网站到另一个,直到他们在很短的时间内湮灭,他们的能量被转移到散装激发。
2021-03-16 cond-mat.quant-gas
Observation of the supersolid stripe phase in spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates
超固体是一个有趣的概念。它结合了超流体流动的性质和固体的长程空间周期性,这两种性质通常是相互排斥的。量子晶体和超固态的最初讨论集中在固态氦-4上,人们预测空位可以形成稀的弱相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体。在这个系统中,对超固体的直接观测一直是难以捉摸的。超固体的概念随后被推广到包括其他打破空间平移对称性的超流体系统。其中一个系统是具有自旋-轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体,它具有超固体条纹相。尽管最近对该系统进行了一些研究,但尚未观察到条纹相。在这里,我们报告的直接观察预测的密度调制的条纹相位使用布拉格反射。我们的工作建立了一个具有独特对称性破缺性质的系统。未来感兴趣的是通过引入涡旋、孤子、杂质或无序来进一步打破空间对称性。
2017-02-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Supersolid Stacks in Antidipolar Bose-Einstein Condensates
本文理论研究反偶极 BEC 中由稀薄超流体连接的盘状超固体堆叠,通过相图、Bogoliubov 谱、动力学扫描和涡旋线模拟证明其可在实验参数范围内实现。
2023-04-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Vortex dynamics in two-dimensional supersolids
该研究通过积去二维超固体中的低能 Goldstone 模式,推导涡旋有效作用量,揭示其惯性质量的对数频率依赖及 Berry 相位诱导的 Magnus 力。
2024-09-07 cond-mat.quant-gas
Supersolid formation in a dipolar condensate by roton instability
本文通过扩展Gross-Pitaevskii方程模拟和有效一维激发谱计算,揭示了旋子不稳定性在偶极凝聚体超固态形成中的关键作用,并阐明了形成时间随s波散射长度的标度规律。
2023-05-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Three-dimensional Roton-Excitations and Supersolid formation in Rydberg-excited Bose-Einstein Condensates
研究了原子与高激发里德堡态弱耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体的行为。由于后者具有非常强的范德华相互作用,这种耦合诱导了修饰的基态原子之间有效的非局域相互作用,与偶极相互作用相反,它们是各向同性排斥的。然而,人们发现部分吸引力的动量空间,产生了一个roton-maxon激发光谱和过渡到一个超固态的三维凝聚。退相干和损失机制的详细分析表明,这些现象是可观察到的与目前的实验能力。
2010-05-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Supersolidity in Optically Trapped Polariton Condensates
本文提出在环形光诱导势阱中的激子-极化激元超流体内实现超固态,通过正常激子组分介导的有效吸引相互作用形成自发空间有序相,并用平均场理论、数值模拟及零能Nambu-Goldstone模式实验证据加以验证。
2025-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Decoupled sound and amplitude modes in trapped dipolar supersolids
本文理论分析环形阱中偶极量子气体跨越超流—超固体相变的元激发,阐明解耦的第一声、第二声与 Higgs 模式及其晶体—超流振荡关联,并提出实验探测方案。
2024-04-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Self-bound dipolar droplets and supersolids in molecular Bose-Einstein condensates
我们数值研究了具有强偶极-偶极相互作用的分子玻色-爱因斯坦凝聚体的多体物理。我们观察到的自约束液滴的形成,并探讨相图,具有各种奇异的超固态。在所有这些情况下,大的和可调的分子偶极矩使未探索的制度和现象,包括液体样的密度饱和和液滴的普遍稳定性标度律,以及斑图形成和液滴超固体的限制的研究。我们讨论了一个现实的实验方法,以实现所需的碰撞稳定性的分子气体和独立的可调性的接触和偶极相互作用强度。我们的工作提供了一个蓝图和基准,为不久的将来实验与散装分子玻色-爱因斯坦凝聚体。
2021-11-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Supersolid-like solitons in spin-orbit coupled spin-2 condensate
通过求解一个平均场模型,研究了准二维自旋轨道(SO)耦合自旋2凝聚体在铁磁相、循环相和反铁磁相的定态中出现的类超固体晶体结构,不同强度的SO耦合和原子间相互作用的相互作用在涌现解中产生了各种非平凡的密度模式.对于小SO耦合强度$γ$($γ\approx 0.5$),对于极性、循环和弱铁磁相互作用,基态是一个轴对称的多环孤子,而对于强铁磁相互作用,基态是一个圆非对称孤子。条纹相也可以作为极性和环状相互作用的基态出现。对于中等的SO耦合强度($γ\approx 1$),除了这些孤子,可以有一个准简并三角晶格孤子在所有的磁相位。进一步增加SO耦合强度($γ\gtrapprox 4$),出现正方晶格和超条纹孤子的准简并态。所有这些孤子的出现可以从单粒子哈密顿量的解的研究中推断出来。
2022-01-19 cond-mat.quant-gas
Supersolid behaviour of a dipolar Bose-Einstein condensate confined in a tube
受最近一项实验的启发[L.Chomaz等人,Nature Physics 14,442(2018)],我们在密度泛函理论内在T=0处对管状约束中的偶极玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)进行了数值模拟,其中对基态能量的超越平均场校正包括在局部密度近似中。通过求解相应的Bogoliubov-de Gennes方程,研究了系统的激发谱。计算结果表明,共振子能隙存在一个极小值,有效散射长度越小,共振子能隙越小。当旋转子间隙消失时,系统自发地在基态发展出一种周期性的线性结构,这种结构是由浸没在稀释的超流背景中的原子偶极团形成的。这种结构显示了超固体系统的特征,即(i)沿管轴的有限非经典平移惯性和(ii)除了声子模式外,还出现了对应于相位涨落的Nambu-Goldstone无隙模式,并与规范对称性的自发破缺有关。散射长度的进一步减小最终导致自结合液滴的周期性线性阵列的形成。
2019-03-15 cond-mat.quant-gas
Excitation spectrum of a trapped dipolar supersolid and its experimental evidence
研究了三维各向异性势阱中偶极玻色气体在超流-超固相变过程中的元激发谱。理论上,我们表明,当进入超固相,两个不同的激发分支出现,分别与占主导地位的晶体和超流激发。这些结果证实了无限系统的预测,表明有限尺寸效应只起很小的定性作用,并将两个分支与晶体和超流秩序的同时发生联系起来。在实验上,我们通过相图探测了Er量子气体中的压缩激发。而在玻色-爱因斯坦凝聚体制度的系统表现出一个普通的四极振荡,在超固体制度,我们观察到一个惊人的双频响应的系统,有关的两个自发破缺的对称性。
2019-08-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Vortices in the supersolid phase of dipolar Bose-Einstein condensates
超固体中预计会存在旋涡,但在实验上它们的检测可能是困难的,因为涡核位于局部密度非常低的位置。我们在这里解决这个问题,通过进行数值模拟的偶极玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)在煎饼限制在$T=0$ K和研究的影响,可以实现依赖于偶极和短程相互作用之间的比率的相位的量子化涡。通过增加该比率,系统以多原子"液滴"的有序排列的形式经历自发的密度调制。这种调制相可以是"超固体"(SS)或"正常固体"(NS)。在SS状态下,液滴浸没在低密度超流的背景中,并且系统具有有限的全局超流分数,导致非经典转动惯量。在NS状态下,没有这样的超流背景,全球超流部分消失。我们在这里提出了一个协议,以创建涡旋调制阶段的偶极BEC的“冻结”到这样的阶段的涡流托管超流体(SF)的状态。根据相互作用的强度,所得到的系统可以是SS或NS。为了区分"冻结"实验的这两种可能的结果,我们表明,在释放径向谐波约束时,膨胀的涡旋承载SS显示出泄漏的量子干涉效应,其显示了原始SF的涡旋晶格的对称性,这与NS的行为相反,NS的行为显示了单个液滴的弹道径向膨胀。这种明显不同的行为可以用来证明旋转偶极凝聚体的超固体性质。
2021-07-14 cond-mat.quant-gas
Probing supersolidity through excitations in a spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate
ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology(光子科学研究所,巴塞罗那科学技术研究院)
研究通过in situ成像观测spin-orbit耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中的超流和晶体激发,揭示了超固态的压缩模式,确定了超固态相变点。
2026-03-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effects of gravity on supersolid order in bubble-trapped bosons
本文利用路径积分蒙特卡罗模拟研究重力对气泡囚禁软核玻色子团簇超固体的影响,发现超流性仅在重力很弱或极强时显著,并指出地面实验或可观测无重力超固相线索。
2025-03-17 cond-mat.quant-gas
Non-Equilibrium Probing of Topological Supersolids in Spin-Orbit-Coupled Dipolar Condensates
本文在手性超固体研究中,通过调节自旋轨道耦合偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的偶极相互作用与自旋轨道耦合,揭示两种量子相变,预测相依赖阻尼并确立偶极量子气体为拓扑物质设计平台。
2025-08-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fragmented-condensate solid of dipolar excitons
我们讨论了最近观察到的超冷偶极激子(MOES)的宏观有序和超固体现象之间的可能联系。在稀释极限,我们预测一个稳定的超固态的准一维系统的玻色子偶极子的特点是两个和三体接触排斥。我们唯象地将我们的理论扩展到强相关的制度,并找到一个临界值的接触相互作用参数在该超固体表现出量子相变的碎片状态。碎片凝聚固体的波长由碎片之间的相对相位波动引起的量子压力和熵之间的平衡来定义。我们的模型似乎是在很好的协议与相关的实验数据,包括最近的结果的可伸缩性效应和波长的MOES。
2017-05-30 cond-mat.quant-gas
Drag force and superfluidity in the supersolid stripe phase of a spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate
自旋-轨道耦合双组分玻色气体的相图包含一个超固态条纹相,其特征是沿自旋-轨道耦合方向的密度调制。这一相是最近在实验上发现的[J.~ Li \textit{et al.},Nature(London)\textbf{543},91(2017)].在目前的工作中,我们通过计算作用在运动杂质上的拖曳力来表征条纹相的超流行为。由于激发谱的无带能带结构,如果运动不严格平行于条纹,朗道临界速度为零,并且能量耗散发生在任何速度。此外,由于自旋-轨道耦合,拖曳力可以产生垂直于杂质速度的分量。最后,通过估计能量耗散发生的时间,我们发现,对于慢杂质的摩擦的影响可以忽略不计的时间尺度上长达几秒钟,这是一个典型的实验的持续时间相媲美。
2019-01-24 cond-mat.quant-gas
Self-Ordered Supersolid in Spinor Condensates with Cavity-Mediated Spin-Momentum-Mixing Interactions
CAS Key Laboratory of Theoretical Physics, Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所、中国科学院理论物理重点实验室);CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学、中国科学院拓扑量子计算卓越创新中心);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院)
研究通过光腔与泵浦场的相互作用,在旋极子凝聚体中实现自有序超固体,揭示了其无阻尼的零点振动模式,并提出新的实现方案。
2024-04-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Selective Rotation and Attractive Persistent Currents in Anti-Dipolar Ring Supersolids
研究反偶极环凝聚体形成的层状超固体,揭示其能量–角动量色散与持续电流特征,并通过非对称弱连接实现不同层的超流体或刚体旋转选择。
2024-02-29 cond-mat.quant-gas
Ring solids and supersolids in spherical shell-shaped dipolar Bose-Einstein condensates
该研究通过扩展Gross-Pitaevskii方程分析球壳形偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的基态,发现多种赤道环形偶极固体,指出散射长度、粒子数等参数可调控相变,且微重力环境对维持其稳定至关重要。
2024-04-11 cond-mat.quant-gas
The low-energy Goldstone mode in a trapped dipolar supersolid
超固体是一种反直觉的物质状态,它结合了超流体的无摩擦流动和固体的晶体状周期性密度调制。自20世纪50年代第一次预测以来,实现这种状态的实验工作主要集中在氦上,那里的超固体仍然难以捉摸。最近,超固态在超冷量子气体中也得到了深入的研究,并且在自旋-轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)和耦合到两个交叉光学腔的BEC中得到了超固态的一些定义性质。然而,在这两个系统中的晶体的周期性是固定的所施加的周期性光学电位的波长。最近,超固体的标志性特性-周期性密度调制和同时的全局相位相干性-已经在偶极量子液滴阵列中观察到,其中由于内在相互作用,结晶以自组织方式发生。在这封信中,我们通过直接观察低能戈德斯通模式来证明这些液滴阵列的真正超固体性质。这种模式的动力学让人想起其他超流体系统中的第二声效应,并且具有晶体阵列和超流体密度的异相振荡。这种模式的存在仅仅是由于实验实现状态的相刚性,因此证实了超固体的真正超流性。
2019-06-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Searching for Supersolidity in Ultracold Atomic Bose Condensates with Rashba Spin-Orbit Coupling
我们发展了具有Rashba自旋轨道耦合的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体条纹相的泛函积分公式。激发谱表现出双无带隙能带结构,确定为自发破缺的内部规范对称性和平移不变性对称性导致的两个Goldstone模。声速表现出各向异性,在x-y平面内,下支在垂直于条纹的方向上消失。在平面波相和条纹相之间的过渡点处,诸如对基态能量的波动校正和凝聚体的量子耗尽的物理量表现出不连续性,这是一级相变的特征。尽管Rashba自旋轨道耦合引起的强量子涨落,我们表明,超固相是稳定的量子耗尽。最后,我们扩展我们的配方有限的温度来解释激发之间的相互作用。
2018-04-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con