Resilience of constituent solitons in multisoliton scattering off barriers
我们引入“过热可积性”，它产生的非线性薛定谔方程的呼吸障碍碰撞的特征阶梯传输图。该效应使得逆散射变换变得有形，该变换将组分孤子的速度和范数视为Lax算子的本征值的实部和虚部。如果所有的范数都比速度大得多，则可积性破缺势可以非微扰地改变速度，而对范数没有可测量的影响。这可以用来改进原子干涉仪。
2020-09-02 cond-mat.quant-gas nlin.PS nlin.SI
Splitting of two-component solitary waves from collisions with narrow potential barriers
本文在一个描述二元玻色-爱因斯坦凝聚体的Gross-Pitaevskii（非线性-薛定谔）方程组的框架下，考虑了两个分量的亮-亮孤子与窄势垒（分裂器）的相互作用，其中每个分量都有自吸引，而它们之间有交叉吸引.研究了复合孤子的分裂，为双分量孤子干涉仪的设计提供了理论依据。我们产生近似的分析结果，假设一个弱的障碍和应用微扰理论的极限，在该系统是可积的和孤立波可以被认为是精确的孤子。我们这样做的情况下，可以忽略物种间的相互作用，也当非线性是强烈的不对称，允许一个忽略的自我相互作用的物种之一。然后，我们使用系统的模拟来研究这两个组件在这些近似之外的区域中的传输，特别是将数值结果与其分析结果进行比较。我们的结论是，有一个可观的参数范围，其中一个组件几乎完全通过屏障传输，而另一个被反射。研究了传输孤子和反弹孤子中内振动的激发，发现在高质量分裂区域内振动的激发很弱。
2020-04-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Elastic scattering of a quantum matter-wave bright soliton on a barrier
本文考虑一个一维物质波亮孤子，它对应于N个质量为m的粒子在开线上具有吸引力δ势相互作用的基态。对于一个完整的N-体量子治疗，我们推导出几个结果，这个量子孤子散射的短程，有界的从下面，外部潜力，限制到低能量，弹性制度的传入孤子的质心动能低于孤子的内能间隙，这是最小的能量需要提取粒子从孤子。
2012-07-30 cond-mat.quant-gas
Bright matter-wave soliton collisions at narrow barriers
研究了聚焦非线性薛定谔方程在窄高斯势垒扰动下的快速运动亮孤子。特别是，我们提出了一个一般和全面的分析的情况下，两个快速移动的亮孤子碰撞的位置的障碍。在极限情况下的δ函数障碍，我们使用一个准解析方法表明，相对规范的出射波正弦依赖于入射波的相对相位，并确定是否一个，或两个，出射波是明亮的孤子。我们使用数值模拟表明，这种准解析结果是有效的，在高速度限制：在此限制之外的非线性效应引入了一个歪斜的相位依赖，我们量化。最后，我们用数值方法研究了引入有限宽度高斯势垒的影响。我们的研究结果是特别相关的，因为它们可以用来描述一系列的干涉实验，使用明亮的孤立物质波。
2012-05-04 cond-mat.quant-gas
Influence of a dark-soliton on the reflection of a Bose-Einstein condensate by a square barrier
研究了二维圆盘状玻色-爱因斯坦凝聚体在方势垒暗孤子激发下的量子反射。对于给定的几何形状，暗孤子最初位于冷凝云的中心生存足够长的时间来研究反射过程。我们显示的反射概率的时间演化相对于各种宽度的障碍。暗孤子的存在降低了反射几率的渐近值，且反射几率对暗孤子的初始取向非常敏感，暗孤子的初始取向也会影响凝聚态和势垒相互作用过程中的激发性质.
2018-12-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Soliton-based matter wave interferometer
考虑一个由谐振势阱和Rosen-Morse势垒构成的物质波亮孤子干涉仪，入射孤子在谐振势阱上碰撞分裂成两个孤子。这两个孤子在势垒位置的陷阱中偶极振荡后重新组合。我们着重研究了反射孤子和透射孤子具有相同原子数时的分裂过程。我们得到分裂孤子的速度强烈地依赖于非线性和势垒的宽度，并且反射孤子一般比透射孤子慢。此外，我们还研究了在分裂过程中获得的两个孤子之间的相位差，我们半解析地拟合的主要依赖于入射孤子的速度，非线性和势垒的宽度。完整的干涉仪序列的实施是通过相位印记方法进行测试。
2013-09-12 cond-mat.quant-gas
Dark solitons generation and their instability dynamics in two dimensional condensates
本文采用不同的方法数值分析了铷原子凝聚体中二维物质波暗孤子的形成及其动力学过程。一个初始印记尖锐的相位梯度导致动态形成的静态孤子以及非常浅的灰孤子，而一个光滑的梯度只创建灰孤子。孤子的深度和速度由相位梯度的空间宽度提供，并且它也强烈地影响二维孤子的蛇形不稳定性动力学。由不稳定孤子产生的涡旋偶极子具有丰富的动力学性质。值得注意的是，涡旋偶极通过瞬变暗团或涡偶素态湮灭，涡旋偶极对之间或涡旋偶极与单个涡旋之间的涡旋交换等，当初始相位梯度足够大时，孤子可以直接衰减为涡偶而不是涡旋对，并且衰减速率增大。稍后，我们讨论了产生暗孤子的替代技术，其中涉及高斯势垒和依赖于时间的相互作用，包括线性和周期性的。孤子的性质可以通过调节势垒的振幅或宽度来控制。在线性情况下，孤子的数目和深度取决于相互作用的猝灭时间。对于周期性调制，瞬态孤子晶格出现其周期性取决于调制频率，通过波数选择由本地Bogoliubov频谱。有趣的是，对于足够低的势垒，法拉第图案和孤子晶格共存。如果存在法拉第图样，则孤子晶格的蛇形不稳定动力学特性被修改。
2017-04-18 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Gray/dark soliton behavior and population under a symmetric and asymmetric potential trap
数值研究了高斯势垒高度和宽度对对称势阱和非对称势阱中灰孤子布居的影响。利用密度工程方法在双势阱中产生灰孤子。在双势阱中，通过关闭高斯势垒，两个相同的玻色-爱因斯坦凝聚体碎片被限制并碰撞。我们发现，灰孤子的布居数可以通过高斯势垒高度和宽度来控制。我们还研究了灰孤子布居数与耦合强度的关系。此外，我们还研究了双阱势中存在的不对称性的影响。我们观察到，这种不对称性总是摆动灰孤子的碰撞点。随后，我们利用相位印记方法产生了一个稳定的暗孤子，并观察到双阱势阱中的初始不对称性使暗孤子产生振荡。
2022-10-29 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Quantum dynamics of atomic bright solitons under splitting and re-collision, and implications for interferometry
本文数值研究了在高伸长的一维高斯势垒谐波势阱中原子亮孤子的经典和量子动力学。在Dyke { \it et al.}最近的实验中，该系统实现了相干非线性孤子分束器和干涉仪，并对其精度进行了分析。在更紧密的径向陷阱限制和增强的量子涨落的情况下，分裂孤子可以表示自旋压缩，或者替代地，具有降低的相位相干性的碎片凝聚体，其可以通过由势垒干涉分裂孤子来测量。我们还发现，由于与势垒的非线性相互作用，孤子的位置和动量存在较大的量子力学不确定性。
2012-04-10 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Self-Adapted Josephson Oscillation of Dark-Bright Solitons under Constant Forces
本研究通过拉格朗日变分法解析了双分量BEC中暗-亮孤子在恒定力下的非正弦振荡，揭示其由自适应约瑟夫森方程描述，并给出相图与正负惯性质量切换，为孤子输运提供统一理论框架。
2025-01-27 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Massive particle interferometry with lattice solitons: robustness against ionization
我们重新审视Castin和Weiss [Phys. Rev. Lett. Vol.102，010403（2009）]，用于使用量子物质波孤子在势垒上的散射，以便产生孤子的相干叠加态，该相干叠加态完全在势垒的左边并且完全在势垒的右边。在该方案中，假设散射是完全弹性的，即孤子的质心动能低于孤子的化学势。在这里，我们放松这个假设。此外，我们介绍了一种干涉方案，它使用的解决方案，可以用来检测孤子的反射和透射部分之间的相干程度。利用精确对角化方法，我们数值模拟了由六个原子组成的孤子的一个完整的干涉周期。我们发现，即使当孤子的质心动能高于孤子完全离解成组成原子所需的能量时，干涉条纹仍然存在。
2022-01-25 cond-mat.quant-gas
Nonlinear Scattering of a Bose-Einstein Condensate on a Rectangular Barrier
本文研究了原子激光或玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在有限矩形势垒上的非线性散射和透射。这个问题固有的非线性导致了几个新的物理特征，超出了单粒子量子力学的众所周知的图像。我们发现的数值证据denumerous无限字符串的分叉在传输共振作为一个函数的非线性和化学势，当势垒是宽相比，在冷凝物中的振荡的波长。在分叉附近，我们观察到扩展区域的近乎完美的共振，其中的障碍是有效地看不见的BEC。与线性情况不同，控制传输行为的主要是势垒宽度，而不是高度。我们发现，势垒可以用来创建和本地化的暗孤子或暗孤子训练从声子类驻波。
2012-06-29 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Bright soliton quantum superpositions: signatures of high- and low-fidelity states
量子明孤子的散射会导致非局域量子叠加，特别是NOON态。本文的重点在于签名的高保真度和低保真度的量子叠加态。我们数值证明，一个一维的几何形状的势垒位于中间的一个额外的-实验上典型的-谐波限制产生特别好的可观察的签名。在弹性散射制度，我们调查签名的NOON态的$N$粒子水平内的有效势的方法。我们表明，去除势垒，随后重组的量子叠加的两个部分导致一个高对比度的干涉图案的质量中心坐标为窄和宽的势垒。我们表明，所提出的签名可以用来清楚地区分量子叠加态的统计混合物，并对实验相关的激发的质量中心波函数更高的躺振子状态是足够强大的。对于两粒子孤子，我们将这些考虑扩展到低保真度的叠加态：即使对于两粒子NOON态的强烈偏离，我们也发现具有高对比度的干涉图样。
2013-10-29 cond-mat.quant-gas
Massive particle interferometry with lattice solitons
本文研究晶格上吸引玻色子形成的亮孤子干涉方案，通过Bethe ansatz与DMRG分析证明即使孤子质心动能超过完全解离所需能量，干涉条纹依然存在，拓展了Castin和Weiss的弹性散射假设。
2022-10-18 cond-mat.quant-gas
Macroscopic Quantum Tunneling of Solitons in Bose-Einstein Condensates
研究了一维光晶格中超冷玻色气体组成的多体纠缠孤子的量子隧穿动力学。一个明亮的孤子，限制在一个潜在的障碍，允许隧道的限制，通过减少障碍的宽度和不同的吸引力的相互作用的强度。玻色哈伯德哈密顿量的模拟与时间演变的块抽取。我们发现的特征$1/e$时间的孤立子逃逸，从平均场的预测有很大的不同，并解决如何多体效应，如量子涨落，纠缠，和非局域相关影响宏观量子隧穿;数波动和二阶相关建议作为实验签名。我们发现，虽然逃逸时间的相互作用的指数尺度，在这两个冯诺依曼纠缠熵和数量波动的斜率最大化的时间尺度只有线性。
2011-05-25 cond-mat.quant-gas
Splitting of nonlinear-Schrödinger breathers by linear and nonlinear localized potentials
我们考虑一维非线性薛定谔（NLS）两孤子复合物（呼吸子）与窄排斥或吸引势（障碍或井，分别）的演变。通过系统的模拟，我们表明，呼吸者可以分裂成组成的基本孤子（碎片）在相反的方向上移动，或反弹作为一个整体的障碍。一个关键的初始位置的呼吸，分离这些情况下，预测的分析近似。窄势阱倾向于捕获振幅较大的碎片，而另一个碎片则逃逸。呼吸子与非线性势垒的相互作用也被考虑。特别是在非线性势垒的情况下，出现的自由孤子的振幅比可能不同于精确的NLS解所建议的3：1的值。逃逸孤子分裂后的速度可以通过能量平衡近似计算。
2019-05-28 cond-mat.quant-gas
Dark solitons near potential and nonlinearity steps
我们研究暗孤子附近的潜力和非线性步骤及其组合，形成矩形障碍。该设置与原子玻色-爱因斯坦凝聚体（其中这些步骤可以通过使用适当的外场来实现）和非线性光学（用于在分离不同折射率的光学介质的界面附近的光束传播）的背景相关。我们利用微扰理论发展了一个等效粒子理论，将物质波或光孤子动力学描述为粒子在有效势场中的运动。这个牛顿动力学问题提供了孤子静态和动态的信息，包括反射，传输，或准捕获在这样的步骤的情况。多个这样的步骤的情况下，其连接到势垒电位也触及。我们的分析预测被发现是在非常好的协议与相应的数值结果。
2015-09-17 cond-mat.quant-gas
Dynamical self-trapping of two-dimensional binary solitons in cross-combined linear and nonlinear optical lattices
本文研究交叉组合线性与非线性光学晶格中二维二元玻色-爱因斯坦凝聚孤子的动力学自俘获现象，通过变分分析和GPE数值模拟发现非线性光学晶格诱导的动力学势垒导致孤子在参数空间中被俘获，并展示了其在非平衡位置保持静止及抵抗重力下落的能力。
2023-10-31 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Quantum reflection of a Bose-Einstein condensate from a rapidly varying potential: the role of dark soliton
本文研究了含有暗孤子的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的动力学行为。结果表明，对于一个快速变化的势，在一定的入射速度范围内，量子反射几率表现为入射孤子和反射孤子之间偏转角的余弦，即，$R(θ) \sim \cos 2θ$。对于势降，$R(θ)$对势降宽度的变化很敏感，直到暗孤子的长度，并且孤子$θ=0$和$θ=π/2$的取向角之差，即$δR_s$，随势降宽度的增加呈指数振荡衰减.然而，对于势垒，$R(θ)$是不敏感的潜在宽度小于物质波的衰减长度和$δR_s$呈现指数趋势。这种反射率的差异是由于物质波在势能变化区域的不同行为造成的。
2020-09-30 cond-mat.quant-gas
Sagnac Interferometry Using Bright Matter-Wave Solitons
我们使用一个有效的一维Gross-Pitaevskii方程来研究明亮的物质波孤子在一个严格限制的环形囚禁势中，在一个旋转的参考系，因为它们是分裂和重组的窄势垒势。特别是，我们提出了一个解析和数值分析的相位演化的孤子和划定的速度制度，其中孤子Sagnac干涉术是可能的，考虑到量子不确定性的影响。
2015-04-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Pairing dynamics and solitonic excitations in collisions of medium-mass, identical nuclei
本文采用含时密度泛函理论（TDDFT）扩展到超流体系，即含时超流局域密度近似（TDSLDA），计算了$^{90}$ Zr + $^{90}$ Zr和$^{96}$ Zr+ $^{96}$ Zr的碰撞.我们定性地讨论了两个超流核在库仑势垒附近的能量碰撞中出现的新特征。我们证明了一个\textit{solitonic excitation} --一个突然的配对相位畸变--以前报道的[P.~ Magierski等人，物理修订信函\textbf{119}，042501（2017）]，增加了捕获的屏障，在碰撞的原子核之间产生有效的排斥。此外，我们表明，配对场导致定性不同的动力学在库仑势垒，表现在一个缓慢的演变变形向紧凑的形状。最后但并非最不重要的是，我们表明，配对的相关性的幅度可以动态增强碰撞后。我们将其解释为动力学诱导的$U(1)$对称性破缺，它导致配对场的大幅振荡，与配对Higgs机制相似。
2022-06-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-ex
Three-dimensional topological solitons in PT-symmetric optical lattices
研究了具有聚焦克尔非线性的复杂宇称时间（PT）对称周期晶格中全三维孤子的性质，发现这种晶格可以同时稳定基本孤子态和携带涡旋的孤子态.晶格的虚部在孤子中诱导出内部电流，强烈地影响它们的存在域和稳定性。基本孤子的稳定域几乎可以延伸到PT对称性破缺点，在那里线性晶格谱变得复杂。在PT对称晶格中，涡旋孤子具有空间非对称性，但在狭窄的区域内仍能稳定存在。我们的结果提供了第一个例子的连续家庭的稳定的三维传播孤子的支持下，复杂的潜力。
2016-08-27 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Statics and dynamics of atomic dark-bright solitons in the presence of delta-like impurities
采用平均场描述的二分量原子玻色-爱因斯坦凝聚体，研究了局域杂质存在时暗-亮孤子的统计和动力学性质。利用绝热微扰理论推导了暗-亮孤子中心的运动方程。我们表明，反直觉，一个有吸引力的（排斥性）三角形杂质，单独作用于明亮的孤子组件，诱导一个有效的局部化的障碍（以及）在有效的孤子感受到的潜力，这样，暗亮孤子被反射（通过）吸引力（排斥性）杂质。我们对孤子小振幅振荡的分析结果与Bogoliubov-de Gennes分析和直接数值模拟的结果吻合得很好。
2011-11-09 cond-mat.quant-gas
Resonant trapping in the transport of a matter-wave soliton through a quantum well
从理论上研究了玻色-爱因斯坦凝聚体中亮孤子在窄吸引势阱上的散射。预测了入射孤子的反射、透射和俘获随势深的变化会发生显著的突变。数值模拟的非线性薛定谔方程的补充变分集体坐标方法。发现非线性俘获的机制既依赖于势阱中孤子与束缚态之间的共振相互作用，也依赖于小振幅波的辐射。这些结果表明，孤子可以用来探测束缚态，不能通过与单原子的散射。
2009-12-15 cond-mat.quant-gas
Soliton dynamics at an interface between uniform medium and nonlinear optical lattice
研究了非线性光晶格与均匀介质交界面中物质波孤子的捕获和传输。研究了宽孤子和窄孤子传输的不同机制。孤子的反射和透射被预测为晶格相位的函数。在非线性光晶格的振幅中存在一个阈值，将透射和反射区分开，这一点得到了验证。发现了局域非线性表面态，对应于界面俘获的孤子，数值模拟证实了变分法对含非线性周期势的Gross-Pitaevskii方程的预言.
2009-05-07 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Superfluid properties of bright solitons in a ring
本文从理论上研究了一维环形超流的超流性质。我们导出了Leggett在超固体中导出的一维超流中的超流分数公式。我们看到，由Leggett公式给出的超流分数检测到了一维环形超流中孤子的出现。在临界相互作用强度下，亮孤子的形成降低了超流分数。在一个临界的助推速度，一个节点出现在孤子和超流部分消失。随着横向尺寸的增加，孤子变得更加局域化，并在临界横向长度处发生动力学不稳定性。因此，超流部分随着长度增加到临界长度而减小。当环中存在势垒时，均匀密度变为非均匀密度，并通过增加相互作用强度在其中一个势能极小点处形成孤立子。
2022-03-28 cond-mat.quant-gas
Interaction of discrete nonlinear Schrödinger solitons with a linear lattice impurity
研究了运动离散孤子与线性高斯缺陷的相互作用。考虑了孤子的剖面从双曲正割到指数局域化，使得孤子的迁移率保持不变，得到了孤子迁移率保持不变的条件。研究了缺陷势对孤子的散射，发现存在全反射和透射窗口，且随着初始孤子振幅的增大，窗口变窄.传输区域消失超过小振幅的限制。完全反射区和部分俘获区分别对应于定常问题解的存在性和不存在性的窗口。研究了孤立子与势垒的相互作用。从平衡方程出发，估计了孤子分裂为两部分时缺陷的临界振幅。通过对动力学方程直接进行数值积分，结果与分析预测吻合得很好。
2013-01-18 cond-mat.other cond-mat.quant-gas nlin.PS
Quench induced vortex-bright-soliton formation in binary Bose-Einstein condensates
我们揭示了二元玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋亮孤子结构的自发产生，其中两个物质中的一个被势垒分割成两个部分，两个物质之间存在小的质量不平衡。为了触发动力学，势垒突然被移除，随后段执行逆流动力学。我们考虑的相对相位差的$π$的片段之间，而一个单一的量子化的涡旋可能会被印在其他物种的中心。的旋涡结构的数量内开发的分段的物种合并后，其部分被发现依赖于其他物种的初始旋涡的存在。特别是，在分段的物种和在其他物种的涡旋的$π$相位差的结果在一个单一的涡旋亮孤子结构。然而，当不分段的物种不包含一个漩涡的逆流动力学的分段的物种引起的涡偶极子在它伴随着两个明亮的孤立波中产生的非分段的物种。转向强烈的质量不平衡的混合物，与较重的分段物种，我们发现，发生相同的整体动力学，而淬火引起的非线性激发变得更加强大。检查的角动量的动力学，我们表明，它可以从一个物种转移到另一个，其转移率可以调整的物种间相互作用的强度和原子物种的质量。
2020-01-07 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Generation of dark-bright soliton trains in superfluid-superfluid counterflow
两种渗透超流体的动力学表现出各种有趣的非线性效应。利用玻色-爱因斯坦凝聚体的两个可分辨组分，研究了两种超流体在窄通道中的逆流。我们提出了第一个实验观察到的列车的暗-亮孤子产生的逆流。我们的观测结果进行了理论解释的三维数值模拟耦合的Gross-Pitaevskii（GP）方程和两个相对流动的组件的密度跳跃的分析。逆流诱导的调制不稳定性，这个混溶系统被确定为中心的动力学过程。
2011-02-16 cond-mat.quant-gas
