Vortex dipoles in expanding shell-shaped Bose-Einstein condensates
Universitat Politècnica de Catalunya(加泰罗尼亚理工大学)
研究壳状玻色-爱因斯坦凝聚体释放后密度分布的动力学,发现涡旋-反涡旋双极子分离度增加会破坏球对称性,导致云团长宽比非单调变化,为制备和检测涡旋双极子提供方法。
2026-08-26 cond-mat.quant-gas
Fine structure of the stripe phase in ring-shaped Bose-Einstein condensates with spin-orbital-angular-momentum coupling
本文对具有拉曼诱导自旋轨道角动量耦合的环形玻色-爱因斯坦凝聚体进行了理论研究。我们分析了不同物理参数下系统的基态结构,并在相图上揭示了条纹相内的特殊精细结构。我们证明了存在的预测条纹子相位在很宽的物理参数范围内,其可追溯性,通过物理观测,并比较结果与几种常用的变分近似。我们还表明,预测的条纹相的子阶段,可以观察到在实验上可实现的条件。
2022-01-21 cond-mat.quant-gas
Simplifying higher-order perturbation theory for ring-shaped Bose-Hubbard systems
本文针对一维环形 Bose-Hubbard 系统提出利用谱与几何性质简化高阶微扰计算的方法,给出至九阶的计算指南和收敛判据,并通过三格点系统基态能量计算验证其适用性和准确性。
2025-06-03 cond-mat.quant-gas
Effect of an Impurity on Grey Soliton Dynamics in Cigar-Shaped Bose-Einstein Condensate
在雪茄形玻色-爱因斯坦凝聚体中,得到了描述缺陷-灰孤子动力学的耦合平均场方程的显式解,证明了灰孤子与局域缺陷的共存.与暗孤子中缺陷俘获中心的超流密度为零的情况不同,运动的灰孤子在缺陷处必然具有有限的超流分量。杂质的波矢受灰孤子速度的控制,灰孤子的速度有一个上界。结果表明,杂质的存在降低了灰孤子的速度,与无缺陷的情况相比,它可以达到声速。灰孤子的能量通过与缺陷的相互作用而得到实质性的改变,从而打开了通过缺陷动力学控制灰孤子的可能性。
2010-12-27 cond-mat.quant-gas
Collective excitations in cigar-shaped spin-orbit coupled spin-1 Bose-Einstein condensates
利用Hartree-Fock-Bogoliubov理论和Popov近似,研究了零温和有限温下雪茄形囚禁势中自旋轨道耦合的自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体的集体激发.集体模式在零温度下证实的实时演变的基态受到扰动适合激发密度或自旋模式。我们还计算了一些低的模式解析,并发现一个非常好的协议与数值结果。我们确认存在的激发属于两大类,即密度和自旋激发,基于计算的色散。自旋-轨道耦合破坏了自旋模对之间的简并性。在有限的温度下,自旋和密度激发表现出定性不同的行为作为温度的函数。
2022-06-24 cond-mat.quant-gas
Scaling behavior of density fluctuations in an expanding quasi-2D degenerate Bose gas
我们测量了自由膨胀准二维简并玻色气体中密度涨落的功率谱,并研究了谱随膨胀时间的标度行为。的功率谱示出了振荡的形状长的膨胀时间,其中的谱峰位置被观察到被转移到较低的空间频率比理论预测的非相互作用的膨胀情况。我们发现谱峰位置与Mazets [Phys. Rev. A 86,055603(2012)]最近提出的数值模拟非常一致,其中考虑了原子-原子相互作用。我们提出了一个平均场描述的相互作用效应的膨胀动力学和定量解释所观察到的光谱峰位移。由于有限的轴向限制,准二维玻色气体的自由膨胀的光谱移动是固有的。最后,我们研究了功率谱测量中的离焦效应。
2014-02-17 cond-mat.quant-gas
Bose-Einstein condensates in rotating ring-shaped lattices: a multimode model
我们建立了一个多模模型,描述了旋转的玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学,该凝聚体被一个具有大填充数的环形光晶格限制。使用全3D Gross-Pitaevskii模拟获得作为旋转频率的函数的模型的参数。从这些数值计算中,我们提取的速度场诱导在每个网站和分析的联系和我们的模型的跳跃参数的相位和Peierls相位之间的差异。为此,这种阶段的详细讨论中提出的几何方面,考虑到不同的配置的交界处的位置。对于圆对称现场密度之间的跳跃相位和角动量的一个简单的解析关系被发现为任意数量的网站。最后,我们面对的旋转多模模型动力学的结果与Gross-Pitaevskii模拟找到一个完美的协议。
2020-07-21 cond-mat.quant-gas
Comment on "Shell-Shaped Quantum Droplet in a Three-Component Ultracold Bose Gas"
本文评述三分量超冷玻色气体中提出的壳状量子液滴,指出其并非基态而是局部能量极小值,且实践中难以实现。
2025-10-10 cond-mat.quant-gas
Expansion dynamics of a shell-shaped Bose-Einstein condensate
限制在壳形表面上的玻色-爱因斯坦凝聚体(BECs)被认为是研究弯曲空间中许多非平凡量子现象的平台。然而,由于传统的射频修整方法产生的壳状俘获势对重力非常敏感,迄今为止,壳状BEC的实验研究只能在微重力环境下进行。在这里,我们克服了这个困难,并创建一个壳BEC在地球引力的存在下与不混溶的双物种BEC的钠和铷原子。在用魔波长光偶极阱使两个玻色-爱因斯坦凝聚体的质心之间的位移最小化后,种间的排斥作用确保了钠原子的封闭壳层的形成,其中心被铷原子填充。将双层BEC一起从阱中释放出来,我们观察到充满的壳层的爆炸伴随着能量从内层BEC向壳层BEC的传递。去除内层BEC后,我们得到了一个空心壳BEC,它表现出内爆的自干涉现象。我们的研究结果铺平了另一种方式,调查许多有趣的物理提供的壳BEC。
2022-08-02 cond-mat.quant-gas
Dark solitons in cigar-shaped Bose-Einstein condensates in double-well potentials
研究了双势阱中雪茄状玻色-爱因斯坦凝聚体中暗孤子的静态和动力学性质。利用一个非立方非线性平均场模型,得到了单暗孤子和多暗孤子解的分支,并研究了它们的分叉和稳定性.结果表明,存在暗孤子的状态,没有一个线性的对应物,我们强调的作用,反常模式的激发光谱。特别是,我们表明,异常模式的本征频率是密切相关的特征孤子频率发现从孤子的运动方程,以及异常模式的出现有关的不稳定性。我们还详细分析了势垒高度在双阱中的作用,它可能导致不稳定性或多暗孤子态的解耦。
2010-05-20 cond-mat.quant-gas
Bose-Hubbard model in a ring-shaped optical lattice with high filling factors
研究了环形光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的高势垒量子隧穿机制。通过基变换,将“涡旋”Bloch态集合与Wannier型局域波函数集合相联系,导出了广义Bose-Hubbard哈密顿量.除了通常的跳跃率条款,这样的哈密顿量考虑到相互作用驱动的隧穿过程,这是在高填充因子发挥主要作用,当标准的跳跃率参数原来是负的。通过计算Bloch态的能量和原子流,我们证明了这样的跳跃率必须用一个包含相互作用驱动的跳跃率的附加贡献的有效跳跃率参数来代替.这种贡献在高填充因子下是至关重要的,因为它保留了有效跳频速率参数的正性。类万尼尔态和超流基态的每个粒子的能量之间的能级交叉被解释为在每个晶格位置处具有宏观占据态的配置的过渡的签名。
2011-07-06 cond-mat.quant-gas
Instability and particle current control of a parametrically driven Bose-Einstein condensate in a ring-shaped lattice
本文研究含 Peierls 相位与格点依赖调制的环形晶格中参数驱动 BEC,揭示有限能谱、非零净粒子流及关驱后的近持续行为,提出相干控制粒子流的新方案。
2025-01-07 cond-mat.quant-gas
Aligned dipolar Bose-Einstein condensate in a double-well potential: From cigar-shaped to pancake-shaped
考虑双势阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体,它具有长程各向异性的偶极-偶极相互作用和零s波散射长度。该系统的属性进行了研究的障碍,分裂成两半,粒子的数量(或偶极-偶极强度)和纵横比$λ$,这是定义为轴向和纵向捕获频率之间的比率$ω_z$和$ω_ρ$的高度的函数。通过分析稳态平均场解确定相图。三个不同的区域被发现:一个区域的能量最低躺固定的解决方案是对称的,一个区域的能量最低躺固定的解决方案是位于不对称的井之一,和一个区域的系统是机械不稳定的。对于足够大的纵横比$λ$和足够高的势垒高度,该系统由两个连接的准二维片的密度分布,其最大值位于$ρ=0$或远离$ρ=0$。通过分析Bogoliubov de Gennes激发谱和对小扰动的动力学响应,研究了定态解的稳定性。这些研究揭示了独特的振荡频率和独特的崩溃机制。在平均场框架内得出的结果进行了补充的分析的基础上的双模式模型。
2009-11-25 cond-mat.quant-gas
Vortex-antivortex physics in shell-shaped Bose-Einstein condensates
壳状空心玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)表现出与填充对应物不同的行为,最近由于其在微重力环境中的潜在实现而引起了人们的关注。在这里,我们研究这些空心结构的独特功能,源于涡旋物理和旋转的存在。我们专注于一个涡反涡对作为最简单的配置所允许的封闭表面拓扑结构施加的超流流动的约束。在一个无限薄的壳BEC的二维限制,我们的特征之间的远程吸引力的涡旋-antivortex对,并找到稳定的临界转速,对大力放松走向自我湮灭。在三维的情况下,我们对比的边界涡稳定性与那些在二维极限和填充球BEC,并评估作为壳厚度的函数的临界转速。因此,我们表明,分析涡稳定提供了一个非破坏性的手段,表征空心球BEC,并将其与其填充对应。
2020-11-01 cond-mat.quant-gas
Effects of dipole-dipole interaction between cigar-shaped BECs of cold alkali atoms: Towards inverse-squared interactions
结果表明,雪茄状玻色-爱因斯坦凝聚体中Wannier模间的偶极-偶极耦合被显著增强,而短程耦合被强烈抑制。因此,偶极-偶极相互作用可以成为超冷碱金属玻色原子之间的主要相互作用。在雪茄形BEC的长长度限制下,所得到的有效一维模型具有有效的平方反比相互作用势,即Calogero-Sutherland势,它在当代物理学的许多领域中起着基础作用;但它的直接实验实现长期以来一直是一个挑战。我们提出在超冷碱金属玻色原子中实现Calogero-Sutherland模型,并研究偶极-偶极相互作用的影响。
2014-07-09 cond-mat.quant-gas
Shell-Shaped Quantum Droplet in a Three-Component Ultracold Bose Gas
提出一种三分量超冷玻色气体中无需捕获势的自束缚壳层状量子液滴,证实其能改变核心平衡密度并引发独特集体激发,为探索量子涨落与拓扑的相互作用铺路。
2025-01-29 cond-mat.quant-gas
Tunneling of persistent currents in coupled ring-shaped Bose-Einstein condensates
环形几何原子气体实验研究的长足进展为研究超流态的基本性质和创建原子电子电路的新配置开辟了新的前景。特别是,原子玻色-爱因斯坦凝聚体装载在双环陷阱建议考虑隧道动力学耦合凝聚体之间的不同角动量的可能性。因此,我们解决了隧道在一对同轴的环形冷凝分开的水平势垒。一个弱耦合截断(有限模式)Galerkin模型和直接数值模拟的基础三维Gross-Pitaevskii方程用于分析隧道超流驱动的初始不平衡的环的原子布居。通过玻色-约瑟夫森结的超流强烈的影响持续电流是目前在环。得到了耦合环中粒子数不平衡和角动量的约瑟夫森振荡。另一方面,隧道流的方位角结构意味着形成约瑟夫森涡旋(磁通)与零净电流通过结的混合状态,建立在耦合环中的反向旋转持续电流。
2019-09-24 cond-mat.quant-gas
Symmetry breaking in interacting ring-shaped superflows of Bose-Einstein condensates
我们证明了超冷气体相互作用持续流中超流的演化受到量子涡旋动力学对称破缺的强烈影响。我们研究了反向传播的超流在两个平行环系统的弱(一个约瑟夫森结隧道通过障碍)和强(环合并减少障碍)相互作用的制度。对于弱相互作用的环形玻色-爱因斯坦凝聚体,旋转磁通子(约瑟夫森涡旋)的形成与隧穿超流的旋转对称性的自发破缺有关。在弱耗散平均场模型的框架下,研究了可控对称破缺对并合反向传播超流终态的影响。结果表明,合并流之间的布居不平衡和潜在的旋转对称性的破缺可以驱动双环系统到具有不同角动量的终态。
2019-10-20 cond-mat.quant-gas
A rapidly expanding Bose-Einstein condensate: an expanding universe in the lab
本文从实验和理论两方面研究了超音速膨胀环形玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学。膨胀使长波长激发红移,就像在膨胀的宇宙中一样。膨胀后,在径向模式的能量导致生产散装拓扑激发-孤子和漩涡-驱动生产大量的方位角声子,并在后期,造成随机持续电流。这些复杂的非线性动力学,由在一种模式中相干存储的能量提供燃料,让人想起可能在暴胀结束时发生的一种“预热”。
2018-04-20 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Geometric filtering effect in expanding Bose-Einstein condensate shells
ICFO-Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology(ICFO-光子科学研究所,巴塞罗那科技研究院)
研究通过几何过滤效应揭示了曲面原子气体在自由扩展中的密度分布特性,并利用吸收成像技术实现二维壳层的温度测量。
2025-12-22 cond-mat.quant-gas
Shell-shaped Bose-Einstein condensates: Dynamics, excitations, and thermodynamics
Institute of Quantum Optics, Leibniz Universität Hannover(汉诺威莱布尼茨大学量子光学研究所);Department of Physics, University of Illinois at Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校物理系);Department of Physics and Astronomy, Washington State University Tri-Cities(华盛顿州立大学三城校区物理与天文系);Department of Physics and Astronomy, Bates College(贝茨学院物理与天文系)
研究壳形玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学、激发与热力学特性,探讨其在不同几何结构中的演变及实验实现。
2026-03-17 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
Matter-wave lensing of shell-shaped Bose-Einstein condensates
本文提出将物质波透镜技术应用于壳形玻色-爱因斯坦凝聚体,通过解析与数值方法推导最优参数,显著延长了凝聚体壳自由膨胀的观测时间并保持其形状,从而促进弯曲几何上量子多体效应的研究。
2022-09-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Optimizing persistent currents in a ring-shaped Bose-Einstein condensate using machine learning
本研究提出用高斯过程学习器实验控制超流体搅拌以产生玻色-爱因斯坦凝聚体持续电流,可优化四种搅拌结果,验证了搅拌鲁棒性与持续电流可靠生成的可行性。
2023-12-13 cond-mat.quant-gas
Modulation of breathers in cigar-shaped Bose-Einstein condensates
我们提出了新的解决方案的非自治的非线性薛定谔方程,可以实现通过方便的操纵玻色-爱因斯坦凝聚体。该过程是基于呼吸器的调制,通过分析研究的一维Gross-Pitaevskii方程,这是已知的,提供了一个很好的理论模型来描述准一维雪茄形冷凝。使用一个特定的Anterior,我们将非自治的非线性方程转化为一个自治的,这产生了相应的组合状态的解决方案,在空间中本地化,在时间上的振荡行为。数值模拟证实了呼吸器对输入轮廓的解的随机扰动的稳定性。
2010-05-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Shell-shaped Bose-Einstein condensates realized with dual-species mixtures
三维气泡阱中的超冷量子气体是研究弯曲流形上多体效应的有效工具。作为一种替代传统的射频修整技术,我们提出了创建这样的壳状玻色-爱因斯坦凝聚体在微重力下的双组分原子混合物的基础上,我们分析了它们的性质以及实现对称填充壳的可行性。除了与集体激发光谱中的射频敷料方法相似之外,我们的方法还具有几个自然优势,例如所产生的量子气泡的鲁棒性以及通过相互作用驱动的膨胀放大壳效应的可能性。
2021-10-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Self trapping in the two-dimensional Bose-Hubbard model
研究了二维晶格中简谐囚禁玻色子在突然关闭束缚势后的膨胀。我们发现,在存在多个占位符的每个晶格位置和强相互作用,系统表现出明显的动力学分离成缓慢和快速膨胀的云。我们将讨论如何在一个简单的图片调用doublons和玻色增强可以理解这种效果。这幅图得到了缓慢和快速膨胀玻色子区域动量分布函数分析的证实。
2014-06-04 cond-mat.quant-gas
Reply to the Comment on "Shell-Shaped Quantum Droplet in a Three-Component Ultracold Bose Gas"
本回复针对三组分超冷玻色气体中壳形量子液滴的相关评论,证明核-壳结构是有限系统激发态、热力学极限下与二聚体构型简并,且可通过模式匹配的阱释放方案制备,同时具备局域稳定性。
2025-10-30 cond-mat.quant-gas
Sound propagation in cigar-shaped Bose liquids in the Thomas-Fermi approximation: A comparative study between Gross-Pitaevskii and logarithmic models
本文利用高斯-费米近似,比较研究了在Gross-Pitaevskii模型和对数模型下,声脉冲在细长玻色液体和玻色-爱因斯坦凝聚体中的传播。结果表明,在线性政权的小密度波动的传播基本上是一维的两个模型中,在垂直于液体的块的截面的方向。在这些近似下,它示出的声速尺度作为颗粒密度的平方根的情况下的Gross-Pitaevskii液体/冷凝物,但它是恒定的均匀对数液体的情况下。
2022-12-19 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Dipolar Bose gas in highly anharmonic traps
本文用平均场论研究了饼状阱中纯偶极玻色气体的结构和激发谱,其中x-y平面内的约束由高度非谐势提供,导致平面内几乎均匀的约束。我们表明,稳定的凝聚体的特点是标记的径向结构的密度分布。通过独立地改变相互作用的强度和陷阱的几何形状来计算稳定性图。通过计算Bogoliubov激发谱附近的不稳定线,我们表明,软“角”的回旋负责系统的崩溃。释放陷阱后的云的自由膨胀也通过随时间变化的计算进行了研究,显示出一个扁长的,雪茄形的冷凝物是动态稳定的膨胀过程中,否则会崩溃。当偶极凝聚体以足够高的角速度旋转时,会形成多重量子化的巨涡旋,而凝聚体则会获得环形的形状。
2014-01-28 cond-mat.quant-gas
Encoding a topological gauge theory on a ring-shaped Raman-coupled Bose gas
ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology(ICFO - 光子科学研究所,巴塞罗那科学技术研究院);Departament de Física, Universitat Autónoma de Barcelona(巴塞罗那自治大学物理系);ICREA(加泰罗尼亚高级研究院)
通过将圆盘上的陈-西蒙斯理论降维到环上的手征BF理论,提出在环状光阱中利用角动量-密度耦合实现该拓扑规范理论,并数值验证其可观测拓扑性质。
2026-06-09 cond-mat.quant-gas
Density ripples in expanding low-dimensional gases as a probe of correlations
本文从理论上研究了低维超冷玻色气体从严格的横向禁闭中释放后两点密度关联函数的演化。在膨胀的过程中,存在于被困系统中的热涨落和量子涨落转化为密度涨落。对于与当前实验相关的自由弹道膨胀的情况,我们提出了简单的分析关系之间的频谱的"密度波纹“和原始受限系统的关联函数。我们分析了几个物理制度,包括弱相互作用和强相互作用的一维(1D)玻色气体和二维(2D)玻色气体下的Berezinskiii-Kosterlitz无(BKT)过渡。对于弱相互作用的一维玻色气体,我们得到了密度波纹谱的显式解析表达式,它可用于测温。对于2D玻色气体的BKT过渡以下,我们表明,足够长的扩展时间的密度波纹的频谱具有自相似的形状控制的一阶关联函数的指数。这个指数可以通过分析密度波纹谱随膨胀时间的演化来提取。
2009-09-12 cond-mat.quant-gas
Spontaneous symmetry breaking in linearly coupled disk-shaped Bose-Einstein condensates
研究了隧道耦合对一对具有自吸引内禀非线性的平行圆盘状玻色-爱因斯坦凝聚体的影响。每个凝聚体被困在平面内和横向谐振子势的组合中。结果表明,依赖于自相互作用强度和隧穿耦合,该系统的基态表现出相变,其中链接三种配置:一个对称的一个具有相同数量的原子在耦合凝聚体,一个不对称的配置与人口不平衡(宏观量子自陷的表现),和崩溃状态。本文还对盘状冷凝物中存在涡旋时的相图作了修正。围绕固定配置的动力学研究揭示了强烈依赖于配置的对称性的属性。
2011-06-27 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Entanglement in an expanding toroidal Bose-Einstein condensate
本文研究了膨胀环形玻色-爱因斯坦凝聚体中声子产生导致的纠缠,利用高斯态技术量化了退相干和初始压缩态对纠缠的影响,并提出了实验测量协方差矩阵关联的协议。
2023-07-14 cond-mat.quant-gas gr-qc
Nonlinear Waves in an Experimentally Motivated Ring-shaped Bose-Einstein Condensate Setup
我们在一个单分量、二维、排斥的Gross-Pitaevskii方程中系统地构造了定态孤子态,该方程具有一个类似于最近实验中用于限制玻色-爱因斯坦凝聚体的势的环形靶状陷阱[Eckel,et al.\ { \em Nature} { \bf 506},200(2014)]。除了基态的配置,我们确定了各种各样的激发态涉及相位跳跃(和相关的暗孤子)的环内。这些配置是从线性的,小原子密度,限制开始从一个系统的分叉分析。我们研究的稳定性,以及不稳定时,最基本的配置的动态。在我们的数值实验中,这些经常导致环内的涡旋动力学在长时间尺度上持续存在。为了说明所确定的状态的相关性,我们展示了如何这样的暗孤子配置(即使是不稳定的)可以创建在实验室中的冷凝物通过使用相位印记技术。
2019-01-13 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Winding number dependence of Bose-Einstein condensates in a ring-shaped lattice
研究了环形晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体定态的缠绕数依赖性。该系统是通过将原子限制在具有等间距径向势垒的环形阱中而获得的。我们计算的能量和角动量的函数的缠绕数和势垒高度的两个相当不同的粒子数。在这两种情况下,我们观察到两种明显不同的制度。对于低障碍,亚稳涡旋状态获得了最大的缠绕数,这取决于粒子数和势垒高度。在这个制度中,角动量和能量分别显示,几乎线性和二次依赖于缠绕数。对于大的势垒高度,另一方面,固定状态得到的最大绕组数,这只取决于晶格位点的数量,而能量和角动量示出为绕组数的正弦函数。
2011-01-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Mpemba Effect in an Expanding Lieb-Liniger Bose gas in a hard wall box
Department of Pure and Applied Mathematics, Alliance University(阿莱恩斯大学纯应用数学系);Department of Physics, University of Texas at Arlington(德克萨斯大学阿灵顿分校物理系)
研究一维强相互作用Bose气体在硬壁盒中突然膨胀时密度重分布的动力学,发现地面态和激发态对称子集的弛豫动力学存在时间交叉,揭示了迈佩马效应的非普遍性及特定动态条件下的表现。
2026-04-07 cond-mat.quant-gas
Shell-shaped atomic gases
本文回顾了二维壳层状原子气体的量子统计性质,探讨了球形和椭球形气体在零温与有限温度下的凝聚、超流、涡旋及BCS-BEC crossover,并指出其将成为研究弯曲空间量子多体物理的领先实验平台。
2024-04-29 cond-mat.quant-gas
Stability of persistent currents in spinor Bose-Einstein condensates
最近的一个实验[S。Beattie,S.莫尔德河J. Fletcher和Z. Hadzibabic,PRL 110,025301(2013)],我们研究了光学捕获在环形几何结构中的原子旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的超流。在耗散平均场方法中,我们在适合实验的条件下模拟了双组分凝聚体。在定性协议的实验结果,我们观察到持续的电流,如果自旋人口的不平衡高于一些明确定义的“临界”值。三重电荷涡旋以量子化的步骤衰减。涡线从环的中心通过冷凝环中动态产生的区域逸出,其中一种组分的密度降低,另一种组分的原子填充。涡旋离开环状的高密度区,最后衰减成元激发。
2013-09-16 cond-mat.quant-gas
Finite resolution fluctuation measurements of a trapped Bose-Einstein condensate
本文研究了囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中有限测量单元内原子数的涨落。这近似于在当前实验中用有限分辨率原位成像进行的波动测量。一个数值方案的开发来计算这些波动使用准粒子模式的圆柱对称三维捕获的冷凝物与接触或偶极-偶极相互作用(DDI)。我们使用这个方案来研究的煎饼形凝聚体使用圆柱形细胞的性质。本文将该理论推广到具有方位加权的垫圈形盒,并根据它们的角动量投影来区分偶极凝聚体中的低能旋子模。我们的结果是基于Bogoliubov方法有效的零和小的有限温度。
2014-01-16 cond-mat.quant-gas
Spontaneous formation and non-equilibrium dynamics of a soliton-shaped Bose-Einstein condensate in a trap
提出了准二维非平衡玻色-爱因斯坦凝聚体在面内势场中的玻色激发自组织。利用谱展开方法,得到了囚禁在外部非对称抛物势中的玻色-爱因斯坦凝聚体的非线性、驱动耗散Gross-Pitaevskii方程的解.我们发现,与以前的观察形成鲜明对比,凝聚体可以自发地获得空间均匀泵浦的孤子状形状。这种凝聚孤子在抛物阱中进行振荡运动,也可以自发旋转。分析了空间非对称势阱中凝聚孤子的稳定性。除了超冷原子非平衡玻色-爱因斯坦凝聚体的非线性动力学外,我们的研究结果还可以应用于半导体异质结构中量子阱激子和腔极化激元的凝聚体以及光子的凝聚体.
2015-06-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el nlin.PS
Mean-field regime and Thomas-Fermi approximations of trapped Bose-Einstein condensates with higher order interactions in one and two dimensions
本文严格推导了雪茄形和薄饼形玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)在高阶相互作用(HOI)下的一维和二维平均场方程。我们展示了高阶相互作用如何改变强约束粒子的接触相互作用。令人惊讶的是,我们发现,通常的高斯分布假设的强限制方向是不合适的雪茄形的BEC情况下,和一个Escheras-Fermi型的轮廓,而应采用。基于导出的平均场方程,分析了在接触相互作用和HOI存在下的费米-费米密度。对于盒和谐波陷阱在一个,两个和三个维度,我们确定的分析的P-Fermi密度,这取决于接触相互作用和HOI之间的竞争。
2015-10-31 cond-mat.quant-gas
Dynamics of Dark-Bright Solitons in Cigar-Shaped Bose-Einstein Condensates
通过建立有效的一维矢量方程和求解相应的三维Gross-Pitaevskii方程,研究了两分量伸长玻色-爱因斯坦凝聚体中暗-亮孤子的稳定性和动力学性质.发现暗-亮(DB)孤子的振荡频率和稳定性与其组分的原子数有很强的依赖关系,当支持暗孤子的组分占据较大时,自发对称性破缺导致横向自由度的振荡动力学.此外,两个DB孤子的相互作用进行了研究,特别强调了它们的相对相位的重要性。给出了由$^{87}$ Rb的两个超精细态组成的BEC中暗-亮孤子动力学和碰撞的实验结果。
2010-05-31 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Curved and expanding spacetime geometries in Bose-Einstein condensates
声子具有无质量相对论粒子的特征线性色散关系。它们作为玻色-爱因斯坦凝聚体的低能量激发而产生,并且在非均匀的情况下,由空间和时间相关的声学度量来控制。我们将讨论如何通过实验设计这个度规来实现弯曲的时空几何,特别是扩展的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙学,具有负的,消失的或正的空间曲率。一个非零的哈勃率可以通过一个依赖于时间的散射长度的背景凝聚。对于相对论量子场,这导致了粒子产生的现象,我们将详细描述。我们解释了如何粒子生产和其他有趣的功能,量子场论弯曲的时空可以测试的实验可访问的关联函数。
2022-02-22 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Free expansion of quasi-2D Bose-Einstein condensates with quantized vortices
我们观察到在自由膨胀的准二维玻色-爱因斯坦凝聚体中,密度耗尽的涡核演化成同心密度波纹。膨胀凝聚体的原子密度由于沿着紧密限制的轴向方向的快速膨胀而迅速减小,因此凝聚体的横向膨胀不受原子-原子相互作用的显著影响。我们发现,所观察到的密度分布的涡核是在良好的定量协议与数值模拟假设没有相互作用。我们分析了涡核的散焦图像,其中散焦是由冷凝物在膨胀时间期间的自由降落引起的。在离焦图像中,涡核在一定的膨胀时间后被放大并似乎被填充,这取决于涡电荷数。
2013-08-09 cond-mat.quant-gas
Inelastic Collisions of Solitary Waves in Anisotropic Bose-Einstein Condensates: Sling-Shot Events and Expanding Collision Bubbles
本文从实验和理论上研究了拉长的玻色-爱因斯坦凝聚体中暗孤子条纹的动力学。我们发现,对于我们的实验装置对应的捕获强度,沿紧方向之一的横向约束是不够强,逮捕孤波涡或涡环的形成。这些孤子涡和涡环沿横向积分时,沿纵向表现为暗孤子条纹,从而掩盖了它们的真实性质。后者显着修改碰撞事件期间的相互作用动力学,并可能导致明显的例子,非弹性和可能出现的实验,甚至作为合并的两个暗孤子条纹。我们解释了这一功能的两个孤立子涡的相互作用,导致一个孤立子涡被喷射在一个相对较大的速度弹弓事件。此外,我们观察到膨胀的碰撞泡,其中包括重复的非弹性碰撞的暗孤子条纹对与{ \it增加}的碰撞之间的时间间隔。
2013-08-13 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Stability and structure of an anisotropically trapped dipolar Bose-Einstein condensate: angular and linear rotons
本文从理论上研究了各向异性阱中具有极化偶极相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体。我们通过改变陷阱频率和偶极相互作用强度来映射参数空间,并找到一个不规则形状的参数空间区域,在该区域中发生密度振荡凝聚态,最大密度远离陷阱中心。这些密度振荡状态可能是双凹的(红细胞形状),或者有两个或四个峰。对于所有的陷阱频率,冷凝物变得不稳定崩溃足够大的偶极相互作用强度。坍缩与基元激发的软化相一致。当凝聚态模为密度振荡模时,软化激发的性质与凝聚态的结构有关。我们分类这些激励的线性和角度特性。我们还发现了Gross-Pitaevskii方程的激发解,它总是不稳定的。
2012-11-03 cond-mat.quant-gas
Modification of roton instability due to the presence of a second dipolar Bose-Einstein condensate
我们研究了两个耦合的纯偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的行为,每个凝聚体都位于一个圆柱对称的薄饼形的外部限制势中,当沿紧限制方向的陷阱之间的距离b变化时.耦合的Gross-Pitaevskii和Bogoliubov-de Gennes方程的解决方案,其中占完整的动力学,表明系统的行为被修改的第二偶极BEC的存在。对于足够小的b,第二偶极BEC的存在使系统显着不稳定。在这种情况下,耦合系统通过一种模式崩溃,这是显着不同的径向roton模式,诱导非耦合系统的崩溃。最后,我们评论的缺点的方法,忽略了在z方向上的动态,这被认为是一个很好的近似高度煎饼形偶极BEC在文献中。
2011-01-06 cond-mat.quant-gas
Pitchfork bifurcations in blood-cell shaped dipolar Bose-Einstein condensates
我们表明,耦合高斯波包的方法是一个成熟的替代直接数值解的Gross-Pitaevskii方程的凝聚体与电磁诱导的吸引力1/r相互作用,或偶极-偶极相互作用。此外,高斯波包的优越之处在于,它们能够产生稳定和不稳定的定态解,从而能够进入Gross-Pitaevskii方程解空间中尚未探索的区域。我们应用该方法来澄清的理论性质的崩溃机制的血细胞形的偶极凝聚体:在路线上崩溃的凝聚体通过一个干草叉分叉,在那里的基态本身变得不稳定,最后消失在切分叉。
2010-01-08 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Capillary instability in a two-component Bose-Einstein condensate
利用平均场和Bogoliubov分析方法研究了不互溶的二组分玻色-爱因斯坦凝聚体的毛细不稳定性及其动力学性质。被另一个组分包围的长圆柱形冷凝物由于量子压力和相互作用产生的界面张力而动态地不稳定,从而不会分裂成液滴。本文提出了一个限制在雪茄形阱中的异质结系统来实验实现这一现象。
2011-03-02 cond-mat.quant-gas
Particle creation in the spin modes of a dynamically oscillating two-component Bose-Einstein condensate
本文研究了由凝聚密度的动力学演化所触发的两组分玻色-爱因斯坦凝聚体自旋模零点涨落的参量放大。首先,我们利用一个Escheras-Fermi近似开发一个易于处理的理论模型的Bogoliubov激发的量子动力学的谐波捕获凝聚与时间相关的捕获频率。这个模型的预测,然后进行了比较,从头算数值研究的关联函数的密度和自旋波动一般空间非均匀配置。结果示出的两种情况下的膨胀和振荡的凝聚体:而自旋模式的量子激发仍然很弱,在膨胀凝聚体的情况下,相对无特色的,明确的和实验上有前途的签名粒子创建预期的振荡的情况下,在适当的共振条件下的密度和自旋模式。
2021-07-22 cond-mat.quant-gas
Spontaneous dipolar Bose-Einstein condensation on the surface of a cylinder
本文通过包含Lee-Huang-Yang型相互作用的改进平均场模型数值解,证明了强束缚偶极$^{164}$Dy原子在圆柱体表面能自发形成动力学稳定的圆柱壳状玻色-爱因斯坦凝聚,并证实了其通过实时模拟形成的实验可行性。
2023-11-10 cond-mat.quant-gas
Dimensional reduction of a binary Bose-Einstein condensate in mixed dimensions
本文给出了研究二元玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的有效约化方程,其中两个BEC分量的束缚势具有明显的不对称性,因此它们属于不同的空间维,正如最近的实验[G. Lamporesi等人,物理修订版信函104,153202(2010)]。从二元三维Gross-Pitaevskii方程出发,利用拉格朗日变分方法,导出了一个二元有效非线性Schroedinger方程,该方程具有不同的约化维数,e.例如,在一个实施例中,第一分量在一维上,第二分量在二维上,以适当地表示耦合到盘形BEC的雪茄形BEC。我们表明,有效的减少二元方程,这取决于系统的几何形状,是相当可靠的相比,二元3D GPE,可以有效地用于进行数值模拟和分析计算的静态和动态性质的调查二元BEC在混合维。
2010-10-04 cond-mat.quant-gas
Acoustic oscillations in cigar-shaped logarithmic Bose-Einstein condensate in the Thomas-Fermi approximation
本文采用非线性近似和线性近似,研究了具有常数非线性耦合的对数波动方程所描述的雪茄形玻色-爱因斯坦凝聚体中密度涨落的动力学性质.结果表明,在强各向异性陷阱中,小密度波动沿凝聚块长轴的传播基本上是一维的,而在线性区域中,捕获势可以忽略不计。取决于非线性耦合的符号,波动或者采取几何对称脉冲和驻波的形式,或者变成具有变化幅度的振荡。利用弹性理论的概念,我们还研究了轴向简谐势阱中的凝聚态。线性粒子密度和能量也根据非线性耦合的值而表现不同。当能量为负时,密度随半径单调增长,而能量是密度的单调函数。对于正耦合,密度是从上到下的,而能量作为密度的函数单调增长,直到它达到全局最大值。
2022-06-24 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn quant-ph