Approach for making visible and stable stripes in a spin-orbit-coupled Bose-Einstein superfluid
具有自旋-轨道耦合的自旋- $1/2$玻色-爱因斯坦凝聚体的条纹相的特征在于两个连续对称性的自发破缺:规范对称性和平移对称性。这是超固体的一个特殊特征,是相互作用的结果。我们提出了一种方法来产生条纹配置与高对比度的条纹,使其在原子气体中的实验检测一个现实的角度来看。我们的方法,其效率是直接确认的三维Gross-Pitaevskii模拟,是基于空间分离的两个自旋组件成一个二维双层配置,导致减少的有效种间相互作用和条纹相的稳定性的增加。我们还探讨了一个$π/2$布拉格脉冲的效果,导致条纹波长的增加,和一个$π/2$射频脉冲,揭示了自旋通道中的序参量的相干性。
2014-12-02 cond-mat.quant-gas
The Dynamical Stripes in Spin-Orbit Coupled Bose-Einstein Condensates with Josephson Junctions
本文研究自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体在约瑟夫森结中的动力学,发现隧穿开启后平面波相演化为动力学条纹相,初始条纹相则出现滑动现象。
2023-03-15 cond-mat.quant-gas
Observation of vortices and vortex stripes in a dipolar Bose-Einstein condensate
量子化涡旋是超流性的典型特征。涡旋在所有自然系统中普遍存在,但在偶极量子气体中尚未观察到。在这里,我们利用镝玻色-爱因斯坦凝聚体的偶极-偶极相互作用的各向异性性质,在另外的圆柱对称的煎饼形陷阱中诱导角对称破缺。将磁场向径向平面倾斜,通过磁致伸缩使云变形为椭圆体,然后使其旋转。在接近径向陷阱频率的搅拌频率,我们观察到动态不稳定的表面激发,这导致角动量被泵入系统通过涡流的产生。在连续旋转的情况下,涡旋沿着磁场排列成条纹状--与模拟结果密切相关--实现了对偶极涡旋的长期预测。
2022-06-24 cond-mat.quant-gas
Excitations and Stripe Phase Formation in a 2D Dipolar Bose Gas with Tilted Polarization
我们提出了计算的基态和激发的各向异性偶极玻色气体在两个维度,实现了一个非垂直偏振相对于系统平面。对于足够高的密度,极化角的增加导致在各向异性相互作用最强的方向上的气相的密度不稳定性。利用动力学多体理论,我们计算了气相中的动力学结构函数,它显示了激发的各向异性色散。我们发现,在强相互作用方向上的声子激发的能量随着偏振角的增加而减小,并且在接近不稳定性时几乎为零。精确的路径积分基态蒙特卡罗模拟表明,这种不稳定性确实是一个量子相变的条纹相,其特点是长程序在强相互作用的方向。
2012-09-07 cond-mat.quant-gas
Enhanced stripe phases in spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates in ring cavities
在具有两个反向传播模的光学环形腔中,原子和光子场的耦合动力学不仅产生了多体系统中原子间的自旋-轨道相互作用,而且还产生了原子间的长程相互作用。在零温度下,两体相互作用和腔介导的相互作用决定了玻色-爱因斯坦凝聚体的基态。在这项工作中,我们发现,在弱耦合制度的腔量子电动力学有利于一个条纹相位状态的平面波相位的强度的腔介导的相互作用的增加。事实上,即使对于具有足够大的腔相互作用的有吸引力的种内和种间相互作用的凝聚物,条纹相也在能量上稳定。在两个阶段中的基本激发光谱对应于在长波长的线性色散关系,表明这两个阶段表现出超流性,虽然平面波阶段也显示出一个特征的roton型功能。结果表明,即使在弱耦合状态下,腔也可以在超冷量子气体中产生有趣的新物理。
2015-05-08 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
Visible stripe phases in spin-orbital-angular-momentum coupled Bose-Einstein condensates
近年来,自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中的条纹相由于被认为是超固相而引起了人们的广泛关注。在本文中,我们利用实验可达的参数和理论表明,大条纹间距和高条纹对比度的环形条纹相位可以实现在自旋轨道角动量耦合(SOAMC)BEC。除了使用Gross-Pitaevskii数值模拟,我们开发了一个变分的ananastrophic,捕捉基本的相互作用的影响,一阶,这是不存在的anastrophic在以前的文献中采用。我们的工作将为在实验中直接观察SOAMC BEC中的条纹相提供可能。
2020-05-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Plane and Stripe Wave Phases of a Spin-Orbit Coupled Bose-Einstein Condensate in an Optical Lattice with a Zeeman Field
研究了具有塞曼外场的二维正方晶格上弱相互作用、自旋-轨道耦合、超冷、稀玻色气体。我们探讨的平面和条纹波相位的系统涉及非零的凝聚动量,这发生在塞曼场低于临界值。它们的激发光谱使用Bogoliubov理论和两种不同的路线。讨论了每种方法获得激发谱的有效性,发现在平面波相位中,投影在最低单粒子带上是一个很好的近似,而在条纹波相位中,投影在最低单粒子带上是一个很差的近似。而平面波相位有一个声子最小值在其单一的凝聚动量,揭示了一个非零的声速的激发,条纹波相位有二次最小值在其两个凝聚动量显示零声速的激发。我们讨论如何存在一个以上的凝聚动量是必不可少的两个阶段之间的这些差异。此外,强调的是,在条纹波相位的零声速是一个晶格效应,因为连续研究相同的相位显示非零声速。
2020-11-18 cond-mat.quant-gas
Stable multidimensional soliton stripes in two-component Bose-Einstein condensates
本文讨论了在不混溶区中,如何在两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中构造稳定的一维暗孤子的多维扩展,即所谓的孤子条纹。我们展示了如何使用第二个组件,以填补核心的暗孤子条纹导致减少不稳定性,同时在均匀介质中传播。我们还讨论了在存在陷阱的情况下,如何通过增加暗条纹核的填充量来构造任意长寿命的暗孤子条纹。数值实验也证明了暗孤子条纹在碰撞情形下的鲁棒性。
2010-04-21 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Stripe and junction-vortex phases in linearly coupled Bose-Einstein condensates
在理论预言之后不久,在合成的自旋轨道耦合存在下,在超冷中性原子的玻色-爱因斯坦凝聚体中实现了条纹密度态[J. - R. Li等人,Nature \textbf{543},91(2017)]。这一成就为探索超流性和晶体有序的相互作用开辟了道路,以寻找超固体特征和材料。所考虑的系统实质上是由两个线性耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体组成的,即一个赝自旋$1/2$系统,受自旋相关规范场$σ_z \hbar k_\ell$的作用.在这些条件下,当线性耦合$\hbarΩ/2$相对于规范能量$mΩ/\hbar k_\ell^2<1$较小时,获得条纹相。由此产生的密度条纹已被解释为驻波,干涉图案与近似波数$2k_\ell$。在这里,我们表明,条纹相位的出现是由约瑟夫森涡旋生活在由线性耦合定义的结的阵列引起的。就像在超导结中受到外部磁场的影响一样,涡旋阵列是超流系统对规范场存在的自然反应。同样类似于超导体,在没有规范场的情况下,约瑟夫森电流及其相关的涡旋可以作为亚稳态存在。我们提供封闭形式的解决方案,占这样的涡阵列的一维平均场方程。超导结的约瑟夫森电流与超导结相对相位的sine-Gordon方程的解析解相吻合[C. Owen和D. Scalapino,Phys. Rev. \textbf{164},538(1967)]。
2021-02-19 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
Elementary excitations in a spin-orbit-coupled spin-1 Bose-Einstein condensate
虽然自旋-轨道耦合的自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体已被实验观察到,但其条纹相的元激发仍不清楚。本文系统地研究了自旋-轨道耦合的自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体的三个不同相的元激发。我们发现激发光谱以及相应的静态响应函数和结构因子强烈依赖于自旋轨道耦合参数,如二次塞曼场和拉比频率。在条纹相中,除了两个无隙的Goldstone模外,我们还发现了旋子激发的存在。最后,我们证明了这些不同相位之间的量子相变,包括零动量,平面波和条纹相位的声速和量子耗尽的特点。
2022-06-24 cond-mat.quant-gas
Magnetic stripe soliton and localized stripe wave in spin-1 Bose-Einstein condensates
最近在实验上实现了超冷原子气体的自旋-轨道耦合,这为通过调节原子能带色散来设计具有内部空间结构的孤子开辟了一条新的途径。然而,在自旋为1/2的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中,所产生的条纹孤子的类型被限制为暗-暗或亮-亮,并且对于不同的自旋具有相同的密度分布。在这里,我们提出,一般类型的条纹孤子,包括磁条(例如,暗-亮)和局域条纹波(既不亮也不暗),通过调制三个自旋态之间的耦合和原子的线动量,可以在带色散可调的自旋1 BEC中实现。令人惊讶的是,运动的磁条孤子在不同的速度下可以同时具有正和负的有效质量,从而在一定的速度下形成零质量孤子.我们的工作展示了通过带色散工程实现新型孤子的巨大潜力,这可能为在许多物理分支中探索孤子物理提供一种新的途径。
2020-05-10 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Absence of superfluidity in 2D dipolar Bose striped crystals
我们目前的计算机模拟结果在低温下的二维系统的偶极玻色子,与偶极矩排列在一个任意的角度相对于垂直于平面的方向。相图包括一个均匀的超流相,以及三角形和条纹状的结晶相,作为粒子密度和倾斜角的变化。在条纹固体中,条纹之间没有相位相干性,因此没有发现“超固体”相,与最近的理论预测不一致。
2019-06-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Bose-Einstein condensation with spin-orbit coupling
最近实现的合成自旋轨道耦合是超冷量子气体物理学的一项杰出成就。在这篇综述中,我们探讨了具有相同Rashba和Dresselhaus强度的自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的性质。该系统呈现出丰富的相图,其中显示出分离零动量相、自旋极化平面波相和条纹相的三临界点。在条纹相中,平移不变性自发地被破坏,类似于超固体。自旋-轨道耦合也强烈地影响系统的动力学。特别是,激发光谱表现出有趣的功能,包括抑制的声速,出现一个回旋最小的平面波相,和出现的双无隙能带结构的条纹相。最后,我们讨论了一个组合的程序,使条纹可见和稳定,从而允许直接的实验检测。
2015-10-06 cond-mat.quant-gas
Improved low-dimensional wave equations for cigar-shaped and disk-shaped dipolar Bose-Einstein condensates
在Gross-Pitaevskii方程的形式下,我们导出了具有任意偏振角的雪茄形和煎饼形偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的有效一维和二维方程。这些都是基于一个近似的凝聚波函数的宽度在紧约束方向/s变分处理。该方程组构成了一个耦合的低维波函数和宽度参数的代数方程的偏微分。这种方法准确地预测了雪茄形和煎饼形偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的基态密度,并给出了与三维结果的强一致性,即使捕获是放松远离严格的准一维和准二维制度。这种方法提供了一个显着的改进标准的一维和二维的减少。
2019-08-06 cond-mat.quant-gas
Pseudo-Goldstone Excitations in a Striped Bose-Einstein Condensate
在玻色-爱因斯坦凝聚体中,空间平移对称性被各向异性相互作用自发破缺,形成条纹有序结构。同时,通过施加一个弱光晶格来迫使对称性破缺,也观察到了超流条纹基态。尽管基态的相似性,在这里,我们表明,这两种对称性破缺机制可以区分它们的集体激发光谱。与\textit{spontaneous}条纹态的无隙Goldstone模相比,我们提出\textit{forced}条纹态的激发光谱可以为长期寻找的有隙赝Goldstone模提供直接的实验证据.通过激发谱和静态结构因子表征了这种晶格诱导条纹相的赝Goldstone模。我们的工作可能为探索不同物理系统中的自发和强迫/近似对称性破缺机制铺平道路。
2021-01-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Projected Gross-Pitaevskii equation for ring-shaped Bose-Einstein condensates
我们提出了一个替代的实施方案的投影Gross-Pitaevskki方程适用于数值模拟的原子玻色-爱因斯坦凝聚体被困在一个环形形状的潜力。我们提出了一个准确和有效的计划,以评估所需的矩阵元素和计算的物质波场的时间演化。我们分析的稳定性和准确性的平衡和非平衡的解决方案,在一个环形的陷阱与最近的实验实现相应的额外的势垒。
2020-06-13 cond-mat.quant-gas
Interaction Induced Hall Response in a Spin-Orbit Coupled Bose-Einstein Condensate
在这封信中,我们考虑的自旋轨道耦合玻色凝聚体的动力学行为在最近的实验实现。我们发现,存在一个相互作用引起的交流霍尔响应,这是不存在的非相互作用系统。这种凝聚物有两个不同的平衡相,称为平面波相和条纹相。在平面波阶段,我们表明,作为自旋速度锁定和自旋相关相互作用的协同效应,交流纵向电流将在横向方向上感应出交流径向电流,反之亦然。在条纹阶段,我们表明,占主导地位的纵向响应横向径向电流的密度条纹的滑动,因为它是低的激发模式起源于自发的空间平移对称性破缺在这个阶段。
2012-04-23 cond-mat.quant-gas
Adiabatic invariant analysis of dark and dark-bright soliton stripes in two-dimensional Bose-Einstein condensates
在本工作中,我们发展了一种绝热不变量方法,用于研究嵌入二维玻色-爱因斯坦凝聚体中的准一维(条纹)孤子的演化。理论的结果得到的暗孤子条纹的一个组件的情况下,以及为两个组件的暗-亮(别名“填充暗”)孤子条纹的情况下,相当多的参与。在这两种情况下,分析预测这些结构的稳定性和动力学。我们的主要发现之一是作为系统参数(如陷阱强度和化学势)的函数的波的不稳定模式的确定。我们的分析预测是有利的直接数值模拟的结果相比。
2018-04-01 cond-mat.quant-gas nlin.PS
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
Dipolar Bose Superstripes
研究了在$xy$平面内运动的全极化偶极玻色子系统的超流性质。我们专注于一般情况下,极化场形成一个任意角度$α$相对于$z$轴,而系统仍然是稳定的。我们使用扩散蒙特卡罗和路径积分基态方法来评估的单体密度矩阵和超流分数的相图区域中的系统形成条纹。尽管它的振荡行为,一个有限的大距离渐近值的存在下,在$s$波分量的单体密度矩阵表明玻色凝聚的存在。沿条纹方向的超流分数总是接近1,而在$y$方向上减小到一个小的值,但不是零。这两个事实证实了二维偶极玻色气体的条纹相是超流的。
2017-12-11 cond-mat.quant-gas
Experimental realization of a superfluid stripe phase in a spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate enabled by momentum-space hopping
在过去的几十年里,类超固态相的研究引起了凝聚态和超冷原子界的极大关注。在这里,我们实验证明了一种在自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体中实现超流条纹相的途径,即利用弱光晶格在两个自旋轨道带极小值之间诱导动量空间跳跃。我们表征了条纹基态作为晶格耦合强度和自旋轨道失谐的函数,并找到了良好的协议与平均场模拟。我们观察到相干拉比振荡的动量空间之间的两个带的最小值,并证明了长寿命的基态。我们的工作提供了一个令人兴奋的新的和稳定的实验平台,探索超流条纹相及其奇异的激发,这可能揭示超固态的性质。
2018-09-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Beating stripe solitons arising from helicoidal spin-orbit coupling in Bose-Einstein condensates
本研究针对具有螺旋自旋轨道耦合的双组分玻色-爱因斯坦凝聚体,发现了由暗-亮孤子叠加形成的拍频条纹孤子,揭示了螺旋自旋轨道耦合对其形成、动力学及自旋振荡的关键作用,并展现了多孤子相互作用的多种复杂场景。
2025-03-19 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Quantum depletion and superfluid density of a supersolid in Raman spin-orbit coupled Bose gases
本文理论研究了零温下三维弱相互作用拉曼自旋轨道耦合玻色气体,通过改进试探波函数发现条纹相到平面波相的临界转变移向更大拉比频率,并揭示了量子损耗的不连续跳跃行为及超流密度在转变处的抑制与消失现象。
2018-07-09 cond-mat.quant-gas
Rossby-Haurwitz wave in a rotating bubble-shaped Bose-Einstein condensate
Rossby-Haurwitz(RH)波是旋转球面上流体的一种激发模式,它在旋转参考系中向西传播。受最近微重力下壳状玻色-爱因斯坦凝聚体的实现的启发,我们研究了在球面几何上旋转的超流体中的RH波。我们采用点涡模型和三维Gross-Pitaevskii方程,数值模拟了在具有量子化涡旋的超流体系统中可以观测到RH波。
2022-12-17 cond-mat.quant-gas
Tan's contact in a cigar-shaped dilute Bose gas
本文计算了零温度下雪茄形弱相互作用玻色气体的Tan接触。使用一个有效的一维Gross-Pitaeskii方程和Bogoliubov理论,我们推导出一个解析公式,插值之间的三维和一维的平均场制度。在严格一维极限下,我们将所得结果与Lieb-Liniger理论进行了比较。我们的研究可以指导实际的实验有兴趣的研究谭的接触在维交叉。
2018-03-19 cond-mat.quant-gas
Two - dimensional solitons in media with the stripe - shaped nonlinearity modulation
我们引入了一个模型的介质与立方吸引非线性集中沿一个单一的或双条在二维(2D)平面。该模型可以实现在非线性光学(在空间和时间域)和BEC方面。在最近的工作中,人们得出的结论是,在具有空间局域自吸引非线性的模型中寻找稳定的2D孤子是一个具有挑战性的问题。我们利用变分近似和数值方法研究了孤子的存在性和稳定性条件。结果主要取决于条纹的横向形状:当矩形轮廓支持稳定的2D孤子时,其光滑的高斯形状对应物使所有的孤子不稳定。矩形双条纹中存在三种不同类型的稳定孤子:单峰对称孤子、单峰非对称孤子和双峰对称孤子。任一类型的单峰孤子的形状和稳定性准确预测的VA。稳定孤子之间的碰撞也被简要地考虑,通过直接模拟。根据相对速度,我们观察到激发,衰变或灾难性的自聚焦。
2010-06-18 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Mean-field equations for cigar- and disk-shaped Bose and Fermi superfluids
从玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的三维含时非线性Gross-Pitaevskii方程和费米超流体的密度泛函(DF)方程出发,在么正性和BCS极限下,分别导出了一维和二维有效的平均场方程,的动力学的雪茄和盘形BEC和费米超流体通过使用绝热近似。简化的一维和二维方程的雪茄和盘形费米超流体有简单的分析非线性项,并在酉产生的结果与完整的三维方程的解决方案非常一致的固定属性和非固定的呼吸振荡和自由膨胀。
2009-09-29 cond-mat.quant-gas
Phase diagram of the Bose-Hubbard model on a ring-shaped lattice with tunable weak links
受最近在具有可调弱连接的全光阱中环形玻色-爱因斯坦凝聚体实验的启发,我们利用量子蒙特卡罗模拟研究了具有小范围弱跳跃积分的环形晶格上的一维玻色-哈伯德模型.除了通常的Mott绝缘相和超流相外,我们还发现了一个具有局部Mott区域的可压缩非超流相。这种“局部莫特”相在相图的一个大区域中延伸。这些结果表明,绝缘和导电相可以通过一个局部参数进行调谐,这可能会提供一个新的见解原子电子器件的设计。
2013-05-24 cond-mat.quant-gas
Angular Stripe Phase in Spin-Orbital-Angular-Momentum Coupled Bose Condensates
提出在自旋-轨道-角动量耦合的类饼状自旋-1/2玻色气体中实现具有超固态性质的角条纹相,预测了包含涡旋-反涡旋对相、半斯格明子相和角条纹相的基态相图,并分析了不同相的集体激发及相变不稳定性,可在$^{87}$Rb和$^{41}$K冷原子实验中检验。
2020-05-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
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
Supercurrent-carrying supersolid in spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates
本研究在自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中发现了承载超流的超固体族,其具有类抛物线色散关系,超流与准动量成正比,同时分析了破坏其超流承载能力的不稳定性并给出动力学不稳定性的解释。
2024-04-15 cond-mat.quant-gas
Thermal amplification and melting of phases in spin-orbit-coupled spin-1 Bose-Einstein condensates
Indian Institute of Technology Ropar(印度技术学院罗帕尔分校)
本研究采用带Popov近似的Hartree-Fock-Bogoliubov理论,探究有限温度对自旋-轨道耦合自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体基态相图的影响,发现超固体条纹相在有限温度下熔化,并阐明量子与热涨落对相界的不同作用。
2024-12-26 cond-mat.quant-gas
Phase transitions and elementary excitations in spin-1 Bose gases with Raman-induced spin-orbit coupling
研究了自旋1玻色气体在拉曼诱导自旋轨道耦合作用下的基态相图和量子相变。除了具有均匀密度的玻色-爱因斯坦凝聚体外,还发现了三种同时破坏U(1)对称性和平移对称性的条纹凝聚相.这些阶段之间的过渡进行了调查,并预测的各种三临界点的发生。平面波相和零动量相的激发谱显示出丰富的旋转-极大结构,它们的不稳定性表明了晶体有序化的趋势。我们提出$^{23}$ Na原子气体可以作为观察条纹凝聚体的候选气体。
2016-03-30 cond-mat.quant-gas
Spin Faraday pattern formation in a circular spin-orbit coupled Bose-Einstein condensate with stripe phase
该研究通过自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中的调制技术,实现了无初始噪声的法拉第图案形成,并展示了对图案对称性、径向节点和半径的调控,为超流体性和非线性激发的研究提供了新方法。
2025-12-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
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
Dynamics of Stripe Patterns in Supersolid Spin-Orbit-Coupled Bose Gases
本研究通过解析与数值方法揭示自旋轨道耦合玻色–爱因斯坦凝聚体中超固体密度条纹在自旋扰动下的非刚性振荡动力学。
2023-07-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Magnetic supersolid phases of two-dimensional extended Bose-Hubbard model with spin-orbit coupling
本文研究了二维光学晶格中具有自旋-轨道耦合和最近邻相互作用的双组分Bose气体,发现自旋-轨道耦合与相互作用的竞争产生了丰富的磁性超固相,并通过分析自旋织构和动量分布表征了各相特征。
2023-07-31 cond-mat.quant-gas
Quantum phases in spin-orbit-coupled Floquet spinor Bose gases
本研究提出可通过二次塞曼场Floquet工程实现的自旋轨道耦合Floquet旋量BEC,揭示其特殊的相互作用特性与量子相图,发现两种相互作用下的新型条纹相。
2023-06-13 cond-mat.quant-gas
Striped Ferronematic ground states in a spin-orbit coupled $S=1$ Bose gas
从理论上建立了均匀自旋- $1$、自旋-轨道耦合玻色气体的平均场相图,该相图是自旋相关相互作用参数、拉曼耦合强度和二次塞曼位移的函数。我们发现,自旋轨道耦合和自旋相关的相互作用之间的相互作用导致铁磁或铁磁相的发生,也打破平移对称性。对于弱拉曼耦合,增加吸引自旋相关的相互作用(如在$^{87}$ Rb或$^7$ Li中)诱导从均匀到条纹XY铁磁体的转变(没有无序)。然而,对于排斥自旋相关的相互作用(如在$^{23}$钠),我们发现从$XY$自旋螺旋相($<S_{z} >= 0$和均匀的总密度)与单轴的π阶,双轴ferronematic,其中的总密度,自旋矢量和π指向矢振荡在真实空间中的过渡。我们调查的稳定性,这些阶段对二次塞曼效应,这通常倾向于有利于均匀的相位与铁磁或铁磁顺序,但不是两者兼而有之。我们讨论了我们的研究结果的相关性正在进行的实验自旋轨道耦合,旋量玻色气体。
2014-11-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
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
Temperature-induced supersolidity in spin-orbit-coupled Bose gases
研究零温准一维自旋轨道耦合玻色气体在PW-ST相变点附近发现升温诱导超流平面波相向超固态相转变,与均匀系统中非零温促进条纹相熔化形成鲜明对比。
2024-03-27 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
Effect of spin-orbit coupling on tunnelling escape of Bose-Einstein condensate
从理论上研究了自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)从阱中的量子隧穿逃逸。冷凝物最初是在准一维谐波阱中制备的。根据系统参数的不同,基态可以有不同的相态-单一的最小值、分离的或条纹状的。然后,突然,陷阱井在一边打开。通过求解非线性薛定谔方程,研究了凝聚体的后续动力学。我们发现,不同的相位将大大改变隧穿逃逸行为的SO耦合BEC。在单一的最小和分离的阶段,凝析油连续逃离阱,而在条纹阶段,它逃离阱作为一个阵列的脉冲。我们还发现SO耦合对原子的隧穿逃逸有抑制作用。特别是对于无原子间相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚,当系统调谐到单个极小值和条纹相位之间的转变点附近时,隧道逃逸几乎可以完全消除。我们的工作表明,SO耦合可能是一个有用的工具来控制BEC的隧穿动力学,并有可能应用于实现原子激光器和物质波开关。
2019-01-09 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
Superstripes and the excitation spectrum of a spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate
利用Bogoliubov理论计算了具有相等Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的旋量玻色-爱因斯坦凝聚气体在条纹相中的激发谱。指出双无带能带结构的出现是玻色-爱因斯坦凝聚和平移不变性对称性自发破缺的关键特征。在长波长极限下,上分支和下分支分别表现出明显的自旋和密度性质。对于接近第一布里渊区的波矢量,下分支获得负责的结构因子和静态响应函数的发散行为的重要的密度特征,反映了结晶顺序的发生。声速计算为正交和平行于条纹传播的激发的拉曼耦合的函数。我们的预言为超冷原子气体中超固体现象的识别提供了新的视角。
2013-06-07 cond-mat.quant-gas
Two-dimensional supersolidity in a planar dipolar Bose gas
本文研究平面偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的基态相图,通过计算非经典平动惯量量化超流分数,识别三角、蜂窝和条纹相中超固态的有利参数区间,并利用简化理论将相图扩展至低密度区域,揭示条纹相的各向异性超流特性。
2023-11-30 cond-mat.quant-gas
Bose-Einstein Condensates in Non-abelian Gauge Fields
NIST小组最近在冷原子中产生阿贝尔规范场的成功为利用原子气体模拟固体中的电子输运创造了机会。最近,NIST小组还在DARPA会议上宣布在赝自旋1/2玻色气体中创建非阿贝尔规范场。虽然在合成规范场方面已经有了相当多的理论研究,但非阿贝尔场至今尚未产生。在这里,我们表明,在非阿贝尔规范场,旋量凝聚将发展一个自发的条纹结构,在每个自旋分量,反映了一个基态由两个非正交的不同动量的修饰状态。根据相互作用,该基态可以还原回单个修饰态。这些携带动量的条纹是费米子中自旋-轨道现象的{ \em宏观}玻色子对应物,费米子中的自旋-轨道现象是当今电子物理学中正在积极研究的。
2010-07-05 cond-mat.quant-gas
Information theoretic approach to effects of spin-orbit coupling in Bose-Einstein condensates
利用Shannon熵($S$)和Fisher信息($I$)研究了自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的原子密度分布对耦合两个超精细态原子的Raman激光波数($κ_L$)变化的响应.对$κ_L$(所谓的自旋-轨道参数)和拉比频率($Ω$)的值的选择导致系统的能谱中具有不同的序参量和/或概率密度的两个不同区域。此外,我们可以有一个空间调制的密度分布,让人想起所谓的条纹相位。我们对$S$和$I$的数据表明,对于$κ_L^2<Ω$(区域1),密度分布随着$κ_L$的增加而变得局部化,而对于$κ_L^2>Ω$(区域2),随着$κ_L$的增加,我们观察到密度分布的离域化。在条纹相中,$S$和$I$对$κ_L$变化的性质与在区域2中的冷凝物中发现的性质相似。在条纹相位的信息理论量的结果,在一般情况下,扩增相比,区域2。特别是,位置空间Fisher信息的高度增强意味着原子密度的高度集中,这为玻色-爱因斯坦凝聚体在自旋轨道耦合下的超固体性质提供了证据.
2021-12-26 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