Exotic Vortex Lattices in Binary Repulsive Superfluids
我们研究了两种具有不同组成粒子质量的相互排斥的超流体的混合物:$m_1\ne m_2$。均匀无限涡旋晶格的Gross-Pitaevskii方程的解预测了丰富的涡旋晶格构型的存在,其中一些对应于柏拉图和阿基米德平面平铺。一些值得注意的几何形状包括方形、蜂窝、戈薇和人字形晶格结构。我们提出了一个完整的相图的情况下$m_2/m_1 = 2$,并列出了一些几何形状,发现更高的整数质量比。
2019-01-31 cond-mat.quant-gas
Superfluid Motion of Light
超流性,即流体在没有耗散的情况下运动的能力,是物质量子性质的最壮观的表现之一。我们在这里探讨光的超流体运动的可能性。控制相对于缺陷的光包的速度,我们证明了超流性的存在,并在临界速度以上,其击穿通过耗散相的发病。我们描述了一个可能的实验实现的基础上通过波导阵列的横向运动。这些结果为运输优化开辟了新的前景。
2010-09-15 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Coupled superfluidity of binary Bose mixtures in two dimensions
本文研究了具有短程排斥相互作用的低温二维双组分玻色气体。在共存阶段,其中两个组件是超流体,物种间的相互作用诱导的非耗散阻力之间的两个超流体流(Andreev-Bashkin效应)。我们表明,这种行为导致通常的Berezinskiii-Kosterlitz-无边界(BKT)过渡在二维的修改。我们使用重整化群方法扩展了有限温度下超流密度的重整化,发现一个组分的涡旋对另一组分的超流性质有很大的影响,由非耗散阻力介导。扩展的BKT流动方程表明,其中一个组分的涡旋非束缚转捩的发生会导致另一个组分的超流性的破裂,从而导致两种气体的临界温度的锁定现象。
2019-07-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Droplet-superfluid compounds in binary bosonic mixtures
虽然具有短程相互作用的玻色子原子的二元混合物中的量子涨落可以导致形成自结合液滴,但对于相等的组分内相互作用但两个组分中的原子数目不等,存在不能结合到液滴的多余部分。施加限制,如这里通过一维设置中的周期性边界条件,液滴与残余冷凝物合并。这个复合系统的旋转特性揭示了同时在基态的刚体和超流的行为,并揭示了残余的冷凝物可以携带角动量,即使在没有涡。与系统的超流部分将完全由不受液滴束缚的多余原子组成的直观想法相反,我们发现证据表明,这一部分高于人们在这样的图片中所期望的。我们的研究结果证实了在系统中的元激发的分析,并揭示了新的光本地化和超流性的共存。
2021-10-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Critical Energy Dissipation in a Binary Superfluid Gas by a Moving Magnetic Obstacle
研究了具有两个对称自旋分量的原子超流气体在振荡磁障碍物作用下的临界能量耗散。在一定的临界振荡频率以上,磁障碍产生自旋波激发,证明了系统的自旋超流行为。当障碍物强到足以通过自旋极化的局部饱和引起密度扰动时,在较高的振荡频率下产生半量子涡旋(HQVs),揭示了临界耗散动力学从自旋波发射到HQVs脱落的特征演化.临界HQV脱落进一步研究使用脉冲线性运动的障碍物,我们确定了两个临界速度,以创建HQVs具有不同的核心磁化。
2021-08-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum analog to flapping of flags: interface instability for co-flow binary superfluids
本研究借助全息描述首次在理论上实现等速共流二元超流体的界面不稳定性,提供旗帜拍动的量子类比,揭示其与Gross-Pitaevskii方程结果、Landau不稳定性的差异,展现量子湍流等复杂界面动力学。
2024-06-20 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Domain Size Distribution in Segregating Binary Superfluids
通过数值求解零温下的Gross-Pitaevskii方程,从理论上研究了二元玻色-爱因斯坦凝聚体相分离时的畴尺寸分布。我们表明,在域图案所产生的动态不稳定性的大小分布服从幂律的标度制度根据动态标度分析的基础上的逾渗理论。在弛豫发展过程中保持标度行为,直到特征域尺寸变得与系统的线性尺寸相当,与相序动力学的动态标度假设一致。我们的数值实验表明,存在不同的标度制度的尺寸分布函数,这可能是由所谓的无芯涡。
2018-01-17 cond-mat.quant-gas
Compressibility and speeds of sound across the superfluid to supersolid phase transition of an elongated dipolar gas
本文研究无限管势中偶极BEC的超流—超固体相变,通过分析无隙激发分支、声速与压缩率,证明该连续晶态序转变为二级相变。
2023-06-07 cond-mat.quant-gas
(In)stability of symbiotic vortex-bright soliton in holographic immiscible binary superfluids
本文利用全息方法研究强耦合不混溶双组分超流体中共生涡旋-亮孤子的性质与稳定性,发现第二组分可抑制涡旋分裂不稳定性,并首次证实较小缠绕数涡旋可合并为较大缠绕数涡旋。
2024-09-12 cond-mat.quant-gas hep-th nlin.PS
Propagating Ferrodark Solitons in a Superfluid: Exact Solutions and Anomalous Dynamics
在铁磁自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体的易平面相中发现了精确的传播拓扑孤子,表现为横向磁化的扭结。只有在施加纵向破磁磁场时才可能传播。这种孤子有两种类型:一种是具有正惯性质量的低能分支,另一种是具有负惯性质量的高能分支。这两种类型在最大速度下变得相同,这是一个新的速度界限,不同于由基本激励设定的速度界限。物理质量,这占了数密度下降,是负的两种类型。在线性势作用下的有限一维系统中,孤子会经历由两种类型之间的跃迁引起的振荡,这种跃迁以最大速度发生。
2022-03-24 cond-mat.quant-gas nlin.PS nlin.SI
Interface Dynamics of Strongly interacting Binary Superfluids
本文利用全息对偶研究强耦合不可混溶二元超流体的界面动力学,发现快增长模式波数随相对速度非单调变化,并揭示其与涡旋尺寸相关的普遍机制。
2024-05-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el gr-qc
Binary superfluids: Low-energy properties and dissipative processes from spontaneous emission of massive phonons
本文研究具有密度依赖相互作用的二元超流体,通过引入显式软对称性破缺得到无质量与有质量的南部-戈德斯通玻色子,并计算跨声速声学视界附近的黏度-熵比,发现赝南部-戈德斯通玻色子发射违反KSS猜想。
2025-07-01 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-ph
Superfluid-droplet crossover in a binary boson mixture on a ring: Exact diagonalization solutions for few-particle systems in one dimension
利用数值对角化方法研究了一维玻色原子二元混合体系中自束缚量子液滴的形成。激发光谱和基态对相关信号的形成时,一个少数玻色子液滴穿过该地区的关键物种间的相互作用。的自约束影响的旋转激励,显示在能量分散的变化,从负曲率,与超流性在多体极限,近抛物线曲率指示的刚体旋转。我们利用系统的两个全局对称性,进一步分析的过渡矩阵元素和呼吸模式动力学方面的少体模式。精确的结果相比,通常的特设列入高阶的贡献,在扩展的Gross-Pitaevskii方程,显示出显着的协议之间的少体制度和热力学限制在一维。
2023-02-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Splitting dynamics of quantized composite vortices in holographic miscible binary superfluids
本研究通过全息模型研究强相互作用可混溶二元超流体中复合涡旋的稳定性与分裂动力学,发现温度影响不稳定性并导致最终分裂为单量子化涡旋,揭示了与无耗散弱耦合情形的关键差异。
2025-01-07 cond-mat.quant-gas hep-th nlin.PS
Vortex Lattices in Binary Mixtures of Repulsive Superfluids
我们提出了一个扩展的框架中介绍的[1]来处理多组分系统,表明新的自由度是必要的,以获得所需的边界条件。然后,我们将这个扩展的框架应用于耦合的Gross-Pitaevskii方程,以研究具有相等质量的两组分系统的基态,从而将先前在最低Landau极限[2]中的工作扩展到Gross-Pitaevskii理论中的任意相互作用。我们发现,远离最低朗道能级极限,占主导地位的涡旋晶格由两个交错的三角形晶格。最后,我们推导出一个线性关系,它准确地描述了强相互作用制度的相边界。
2017-12-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Dynamics of shock waves in a superfluid unitary Fermi gas
利用序参量方程研究了超流幺正费米气体中排斥势引发的激波的形成和动力学。在理论框架中,由量子压力项介导的激波正则化过程是纯色散的。我们的结果与Joseph { \it et al}的实验结果一致。[Phys. Rev. Lett. { \bf 106},150401(2011)]。我们发现,在实验中观察到的盒状密度峰由许多涡环,由于横向不稳定性的色散冲击波。此外,我们研究了从声波到亚音速冲击波的过渡,通过增加排斥势的强度,并显示出强烈的波前的传播速度的质的变化。在相对较小的强度区域,速度随着强度的增加而降低到声速以下,这是一种标度行为,而在较大的区域,速度几乎保持不变,这被发现是与涡环扩散的膨胀速度相同。
2015-01-01 cond-mat.quant-gas
Superfluid critical velocity of an elongated harmonically trapped Bose-Einstein condensate
我们数值模拟实验的超流临界速度的细长,谐波捕获玻色-爱因斯坦凝聚体的报告[P。Atherton,Phys. Rev. Lett. 99,160405(2007)]。这些实验以恒定的速度扫过由光学偶极势形成的障碍物通过冷凝物的长轴。他们的结果发现,当障碍物速度超过$v\approx 0.3$ mm/s时,冷凝物的密度波动会增加,这表明超流临界速度大大低于平均速率。然而,我们的分析表明,恩格斯和阿瑟顿的实验观察实际上是一致的超流临界速度等于当地的声速。我们构建了一个模型的能量转移到系统的局部密度近似的基础上解释的实验观察,并提出和模拟实验,通过谐波捕获的冷凝物在当地的声速的一个恒定的分数扫描电位。我们发现,这会导致一个突然发作的激发以上的临界分数,在协议与朗道标准的超流性。
2019-09-30 cond-mat.quant-gas
Shear viscosity of p-wave superfluid Fermi gas with weak interaction at low temperatures
利用Boltzmann方程方法计算了低温下具有弱相互作用的p波态超流费米气体的剪切粘滞张量。我们考虑了二进制,衰变和合并过程的转移概率。结果表明,在低温下,只有二元过程占主导地位,剪切粘度的组分η_xy,η_xx,η_yy与(1/T)^2成正比,η_xz,η_yz和η_zz分别与(1/T)^4和(1/T)^6成正比。
2016-02-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Hydrodynamics of compressible superfluids in confined geometries
本文研究了受限几何中可压缩超流体的流体力学性质。我们使用的无量纲的扩展参数$(v/v_s)^2$,其中$v$是典型的流速和$v_s$的声速方面的微扰过程。该参数的零值对应于不可压缩极限。我们应用的程序到两个具体的问题:一个被困的超流体的高斯分布的局部密度的情况下,和一个超流体被限制在一个旋转的障碍圆柱体。我们发现,由于有限的压缩性,这是预期的,可以忽略不计的液体He,是重要的,但适合于典型的超冷原子系统的微扰处理的修正。
2014-01-22 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Vortex reconnections between coreless vortices in binary condensates
涡重联在与超流体相关的湍流中起着重要的作用。为了理解这种动力学,我们利用Gross-Petaevskii方程研究了束缚在势阱中的稀原子气体超流体中涡旋环的重联。此外,我们研究了无核涡环的重联动力学,其中的一个物种可以作为示踪剂。
2014-08-07 cond-mat.quant-gas
Evolution of Coherence During Ramps Across the Mott-Superfluid Phase Boundary
我们计算如何在玻色格子气的相关性增长在有限的速度斜坡从莫特超流政权。我们使用一个相互作用的doublon-holon模型,应用平均场的方法来实现这些自由度之间的核心约束。我们的解决方案是有效的,在任何维,并同意与实验结果和DMRG计算在一维。我们发现,系统的最终能量密度下降迅速增加斜坡时间的斜坡短于一个跳跃时间,$Jτ_{ramp}\lesssim 1$。对于较长的斜坡,最终能量密度仅微弱地依赖于斜坡速度。我们计算在这种斜坡的非弹性光散射的影响。
2015-08-12 cond-mat.quant-gas
Black and gray solitons in holographic superfluids at zero temperature
首次在全息超流体中构造了以恒定速度运动的灰孤子组态。由于运动孤子的存在不应该有耗散,我们使用最简单的全息超流模型在零温度下,考虑标准和替代量子化。为了比较,我们首先研究了零温全息超流体中的黑孤子,它们是静态的。然后,我们专注于灰孤子的数值构造下的两个量化,(静态)黑孤子和声波(以声速移动)之间的插值。有趣的是,在标准量子化下,观察到一个特殊的孤子配置的振荡,非常类似于在BCS制度的费米子超流体的弗里德尔振荡。本文还讨论了孤子构型的一些意义和其它方面。
2019-05-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-th
Effective field theory and dispersion law of the phonons of a non-relativistic superfluid
研究了最近提出的任意非相对论超流体声子的有效场论。在计算了单圈声子自能后,我们得到了低动量下低温T对声子色散定律的贡献,并看到这些贡献的实部可以参数化为声子速度的热修正。因为声子是声波的量子,在低动量时,它们的速度应该与声速一致。我们发现我们的结果在T^4ln(T)阶上与Andreev和Khalatnikov根据超流流体动力学方程和声子动力学理论预测的声速相匹配。我们还得到了T^4级的高阶修正,这在单纯地推动动力学理论计算时是无法再现的。最后,作为应用,我们考虑了么正极限下的冷费米气体,并找到了这类系统的低T相对于声速的修正的普遍表达式。
2010-08-27 cond-mat.quant-gas hep-ph
Vortices in Andreev-Bashkin Superfluids
本研究聚焦Andreev-Bashkin曳引效应下的二元超流体溶液,探究其中量子涡旋的稳定性与运动特性,丰富超流体流体动力学研究。
2024-01-11 astro-ph.HE cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Kibble-Zurek Scaling and Spatial Statistics in Quenched Binary Bose Superfluids
Indian Institute of Technology Mandi(印度理工学院曼迪分校);University of Luxembourg(卢森堡大学);Donostia International Physics Center(多诺斯蒂亚国际物理中心);Christ University(基督大学)
通过调控二维二元玻色气体的化学势,研究淬火过程中畴和涡旋的形成及其Kibble-Zurek标度行为,揭示多分量量子系统中远离平衡动力学的普适特征。
2026-05-28 cond-mat.quant-gas
Superfluidity of Light and its Break-Down in Optical Mesh Lattices
由于量子气体和非线性光学之间的相似性,流体动力学现象可以用光来观察。在这封信中,我们报告了(1+1)维非线性光学网格晶格中光的超流性质的实验研究,其中光脉冲的到达时间起着合成空间维度的作用。静止时空间狭窄的缺陷用于在光的流体中激发声波并测量声速。超流的临界速度是通过观察由移动缺陷沉积的能量的阈值来探测的,超过该阈值,表观超流行为就崩溃了。我们的观察建立光学网格晶格作为一个有前途的平台,研究流体的光在新的制度的跨学科的兴趣,包括非厄米和/或拓扑物理。
2021-11-09 cond-mat.quant-gas physics.optics
Critical Rotational Speeds for Superfluids in Homogeneous Traps
本文研究了快速旋转对二维势阱中超流体基态性质的影响。假设俘获势是径向的,并且是二次齐次的。三个临界旋转速度被确定,分别标志着第一次出现的漩涡,创建一个“孔”的低密度内的涡晶格,并出现一个巨大的漩涡状态的自由涡在散装。这些现象以前已经建立了严格的固定边界的“平”陷阱,但在本文件中考虑的“软”陷阱表现出一些显着的差异,特别是巨涡制度,需要一个新的方法。这些差异涉及体积轮廓的形状和相对于大部分超流体所在的环形空间的宽度的涡旋的大小。接近巨大的涡旋过渡的轮廓是在“平”陷阱,而它是高斯的软陷阱,和“最后”的旋涡,以生存在大体积前的巨大的涡旋过渡是小的相对于环的宽度在前一种情况下,但在后者的大小相当。
2012-03-26 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Observation of anisotropic superfluid density in an artificial crystal
本研究通过实验和理论探究一维光学晶格中原子超流体玻色-爱因斯坦凝聚体的各向异性声速,发现光学晶格导致超流体密度降低并伴随正常流体出现,同时利用剪刀模式实验证明旋转流存在,揭示了超固态性质。
2023-01-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Beyond mean-field properties of binary dipolar Bose mixtures at low temperatures
严格分析了具有偶极-偶极相互作用的三维均匀二组分玻色混合物的低温性质。对于这样一个系统的有效流体动力作用,支配的行为,低能量激发的推导。根据宏观参数,即逆压缩性和超流密度矩阵,得到了精确单粒子格林函数的红外结构。在单圈近似下,我们计算了各向异性超流和凝聚密度,给出了双偶极玻色气体的超平均场稳定性条件。本文给出了描述系统在外部非均匀势作用下零温宏观流体力学的耦合方程的一个简单的变分推导。
2016-10-18 cond-mat.quant-gas
Dynamical excitations of one-dimensional Fulde-Ferrell pairing Fermi superfluid
研究了有限塞曼场下一维Fulde-Ferrell费米超流体的动力学激发,发现其集体模式和单粒子激发具有各向异性,这些信号可帮助在实验中区分FF超流体与传统BCS超流体。
2024-01-04 cond-mat.quant-gas
Dynamic scaling of vorticity in phase-separating superfluid mixtures
针对相分离二元超流体混合物,研究其涡度结构因子的动态标度律,发现能谱峰值不随时间变化、存在幂律层级,并提出含微观高波数截断的能量衰减律。
2025-06-18 cond-mat.quant-gas
Superfluid flow of polaron polaritons above Landau's critical velocity
我们发展了一个理论,光与超流光学介质的相互作用,描述量子杂质的运动,通过传播光子创建和拖动通过液体。众所周知,一个可移动的杂质在超流体中的运动速度一旦超过声速-朗道临界速度,就会由于声子发射而受到耗散。令人惊讶的是,我们发现,在目前的混合轻物质设置,极化杂质可以免受环境退相干,并允许传播远高于朗道速度,而不会危及超流体响应的介质。
2020-07-16 cond-mat.quant-gas
Critical Rotation of an Annular Superfluid Bose Gas
我们分析了在环形阱中旋转的超流玻色-爱因斯坦凝聚体的激发谱。我们确定了两个重要的分支的频谱相关的外部和内部边缘表面模式,导致超流的不稳定性。取决于环形冷凝物的初始循环,外部或内部模式首先变得不稳定。这种不稳定性与旋转气体的超流性质密切相关。特别是,我们指出存在一个最大的流通,超过该超流自发衰减,这不能解释调用的平均速率的声音。
2012-07-13 cond-mat.quant-gas
Exotic superfluidity in spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates
通过计算自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的Bogoliubov激发态,研究了BEC的超流性.这些激发意味着超流性有两个新特征:({ \it i})由于伽利略不变性的缺失,人们不再能独立于参考系定义超流临界速度;({ \it ii})超流性不仅取决于BEC的速度是否超过临界值,还取决于{ \it交叉螺旋度},交叉螺旋度定义为BEC的自旋和动能的叉积的方向。
2012-08-25 cond-mat.quant-gas
Sound propagation in a uniform superfluid two-dimensional Bose gas
在超流体系统中,可以激发几种声音模式,例如液氦中的第一和第二声音。在这里,我们激发传播和驻波在一个统一的二维玻色气体,我们的特点是在超流和正常制度的声音传播。在超流相,测量的声速很好地描述了一个双流体流体动力学模型,和弱阻尼率很好地解释了与热激发的散射。在正常阶段,由于偏离流体动力学行为,声音变得强烈阻尼。
2018-04-11 cond-mat.quant-gas
Anisotropic dynamic excitations in a two-dimensional Fulde-Ferrell superfluid
本研究通过随机相位近似计算二维 Fulde-Ferrell 超流体的动力学结构因子,揭示了各向异性激发、声速对参数的依赖及类旋子色散,为实验探测提供指导。
2025-04-25 cond-mat.quant-gas
Turbulence in Binary Bose-Einstein Condensates Generated by Highly Non-Linear Rayleigh-Taylor and Kelvin-Helmholtz Instabilities
对零温下不互溶超冷~(87)Rb原子中瑞利-泰勒不稳定性产生的量子湍流进行了理论研究。我们发现量子涡旋纠缠与先前考虑的超流体有质的不同,这揭示了量子涡旋纠缠与经典湍流之间的深层联系。本QT可以产生在任意小的马赫数,这是一个独特的属性没有发现在以前研究的超流体。通过对耦合的Gross-Pitaevskii方程的数值解,我们发现Kolmogorov标度律对不可压缩的动能是成立的。我们证明,这种现象可以在实验室中观察到。
2014-02-04 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Dissipation in mesoscale superfluids
我们调查的最大速度,驱动超流体可以流过一个狭窄的收缩与愈合长度的顺序上的大小。考虑耗散通过量子化涡旋的热成核,我们计算的临界速度超流$^4$他和超冷原子电子电路,确定基本的长度和速度尺度,从而能够目前在广泛不同的温度和密度范围内得到的结果在一个通用的框架。对于超窄通道,我们预测的临界速度急剧减少的能量障碍,减少热激活的相位滑移波动被抑制。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Pattern formation of quantum Kelvin-Helmholtz instability in binary superfluids
本文在经典流体Kelvin-Helmholtz不稳定性理论的基础上,利用Weber数,研究了由剪切流不稳定性引起的分离双组分玻色-爱因斯坦凝聚体的非线性动力学行为。Gross-Pitaevskii方程的数值模拟表明,斑图形成的动力学是由韦伯数$We$,澄清了量子流体系统独特的微观方面。对于$We \lesssim 1$,Kelvin-Helmholtz不稳定性诱导界面的颤振指图案和量子化的旋涡产生在手指的尖端。相关的非线性动力学表现出相对于$We$的普遍行为。当界面厚度大于界面模波长的$We \gtrsim 1$模式时,逆超流不稳定性有效地引发了非线性动力学。在强分离状态和大的相对速度下,不稳定性导致瞬时拉链斑图形成,而不是由于缺乏足够的循环来形成每个手指的量化涡旋而产生涡旋。而在弱分离区和小相对速度下,不稳定性导致重叠区出现海豹皮斑图,其中超流的摩擦弛豫不能仅用均匀的反超流不稳定性来解释。我们讨论的细节的线性和非线性特性的动态交叉从小到大的韦伯数,其中的界面的微观特性变得重要的大韦伯数。
2021-04-28 cond-mat.quant-gas
Magnetic Phase Transition in the Ground-State Phase Diagram of Binary Bose Gases in Optical Lattices
利用量子蒙特卡罗模拟研究了二维光晶格中相互作用的二元玻色气体的基态相图。我们的模拟揭示了从$x-y$铁磁序到Mott绝缘相内部的自旋绝缘体的磁相变,每个位置有两个粒子,用于准平衡的现场粒子间和粒子内相互作用,即,$U_{\uparrow \downarrow} \lesssim U$。该3D-XY转变的特征在于沿$z$轴建立有限的局部磁矩、在$x-y$平面中的铁磁关联以及在Mott相内部的逆流超流性。当减小$U_{\uparrow \downarrow}/U$时,这种转变与Mott超流转变合并并成为一级。结合$U_{\uparrow \downarrow}/U$参数研究了两个跃迁的合并。
2021-05-18 cond-mat.quant-gas
Domain-area distribution anomaly in segregating multicomponent superfluids
从理论和数值计算两方面研究了准二维系统中分离二元玻色-爱因斯坦凝聚体的${\rm Z}_2$对称性破缺相变动力学中的畴面积分布。由于相序动力学的动态标度律,畴面积分布由畴面积的通用函数描述,由畴壁之间的平均距离重新标度。二维一般粗化动力学的标度理论假设粗化动力学期间的分布具有两个标度区域的层次结构,即具有不同幂律指数的微观和宏观区域。幂律在宏观制度,其中的域的大小是大于平均距离,是普遍表示与费舍尔指数的渗流理论在二维。另一方面,幂律指数在微观制度是敏感的微观动力学系统。这一猜想通过二元凝聚体耦合Gros-Pitaevskii方程的大规模数值模拟得到了证实。在对超流系统的数值实验中,微观区域的指数往往达到一般标度理论的理论上限。这种反常现象是由忽略流体可压缩性的流体动力学近似描述的圆形涡面中的量子流体效应引起的。在两个区域中,超流环量沿涡面的分布服从动力学标度律,但其幂律指数不同。本文还讨论了涡度分布的层次结构与量子湍流的类比以及对平板中手征超流$^3$ He的适用性。
2018-01-17 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Dark soliton-like magnetic domain walls in a two-dimensional ferromagnetic superfluid
本文报道了自旋为1的均匀铁磁凝聚体中稳定的磁畴壁,其特征是磁化强度具有非零超流密度的暗孤子轮廓。我们找到了一个特定的相互作用参数的比例与无磁场的精确固定的解决方案,并制定了一个准确的解析解适用于整个铁磁相。在没有磁场的情况下,这个畴壁通过$\textrm{SO}(3)$自旋旋转将二元凝聚体中各种不同的孤立子激发联系起来,否则它们是不相连的。值得注意的是,研究准二维(准2D)系统的动力学,我们表明,驻波激发的畴壁振荡没有衰减,是稳定的蛇不稳定。畴壁对于导致磁化垂直增长而保持畴壁不变的模式动态不稳定。在白噪声存在下的实时动力学表明,这种“自旋扭曲”不稳定性不会破坏磁畴壁的拓扑结构。
2021-04-14 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Probing the critical exponent of superfluid fraction in a strongly interacting Fermi gas
从理论上研究了谐振相互作用下超冷原子费米气体中第二声模的临界行为。在临界温度为$T_{c}$的超流相变附近,第二声模的频率或声速主要取决于超流分数的临界指数$β$。在各向同性谐波陷阱中,我们预测当$β<1/2$时,模式频率像$(1-T/T_{c})^{β-1/2}$一样发散。在一个高度拉长的陷阱,第二声音的速度减少了一个因素$1/\sqrt{2β+1}$从一个均匀的三维超流体。一旦实验精度提高,我们的预测可以通过在诸如Sidorenkov \textit{et al.} {[}Nature \textbf{498},78(2013){]}用于共振相互作用的锂-6原子的装置中测量第二声波传播来容易地测试。
2013-10-14 cond-mat.quant-gas
Supefluidity of flat band Bose-Einstein condensates revisited
本文在多带Bogoliubov理论下重新研究了平带BEC的超流权重、声速与激发分数,发现先前文献忽略的密度与化学势变化贡献,揭示了声速与激发分数和广义量子几何的关系,并提供了完整的超流权重评估公式。
2023-04-10 cond-mat.quant-gas
Threshold for creating excitations in a stirred superfluid ring
我们测量了当环形玻色-爱因斯坦凝聚体被一个高度可变的旋转(光学)势垒搅动时,产生长寿命激发的阈值。当势垒高度为化学势的一半或以上时,我们观察到循环状态变化的临界势垒速度远小于声音在环中传播的速度。在这个制度中,我们主要观察到离散跳跃(相位滑移)从非循环的初始状态到一个简单的,定义明确的,持续的当前状态。对于较低的势垒高度,临界势垒速度,我们观察到的循环状态的变化是较高的,并接近有效声速为零的势垒高度。在这个小障碍制度的冷凝水的响应是更复杂的,涡核出现在大部分的冷凝水。我们发现,激发阈值随势垒高度的变化与一个有效的一维流体动力学模型的预测定性一致。
2013-12-03 cond-mat.quant-gas
Beyond mean-field study of a binary bosonic mixture in a state-dependent honeycomb lattice
我们研究了玻色子原子的二元混合物加载到一个依赖状态的蜂窝晶格。对于该系统,在[Soltan-Panahi et al.,8,71(2012)]。从理论上讲,这种效应的起源尚不清楚。本文采用多层多组态含时Hartree方法对玻色子进行了数值模拟,并根据实验参数对扩展的玻色-哈伯德模型进行了调整。我们的结果证实了平均场论在相关参数范围内的整体适用性。除此之外,我们提供了一个详细的分析相关效应校正平均场的结果。这些都有可能引起不对称的Single Shot飞行时间测量,但我们没有发现任何迹象的扭曲超流体的模式特征。我们评论我们的模型和可能的扩展的限制。
2014-07-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Matter-wave solitons in the counterflow of two immiscible superfluids
本文研究了不互溶超流体逆流诱导孤子的形成。我们的设置是基于准一维的二元玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC),由两个不混溶的组件与大,小数目的原子在他们。假设“小”分量以恒定速度移动,或者是自己移动,或者是被移动的陷阱拖动,并侵入“大”分量,得到以下结果。取决于速度,以及小分量是否在没有或有陷阱的情况下移动,双分量暗-亮孤子,标量暗孤子或多个暗孤子可能会出现,后者的结果发生由于超流性的崩溃。我们提出了两套分析结果来描述这种现象。在中等速度区域,暗-亮孤子形成,两个组件的Gross-Pitaevskii系统的减少到一个可积Mel'nikov系统的发展,表明孤立波的前者是非常准确地描述了后者的解析可用的孤子。在高速制度,其中的超流性的崩溃诱导形成暗孤子和多孤子列车,一个有效的单组分的描述,其中一个强本地化的波包的“小”的组件作为一个有效的潜在的“大”的一个,使我们能够估计的临界速度超过该相干结构出现在良好的协议与数值结果。
2013-03-12 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Instability and Vortex Rings Dynamics in a Three-Dimensional Superfluid Flow Through a Constriction
我们研究了三维空间中超流通过收缩区的不稳定性。我们考虑了零温下的玻色-爱因斯坦凝聚体在两种不同的几何结构中的情况:直波导和圆环。收缩由一个广泛的,排斥穿透障碍。在流体动力学制度,我们发现,流动变得不稳定,只要在经典(费米子)表面的速度等于声速内的收缩。在这个临界点,涡环进入云的大部分区域。核和动力学的情况下,强烈影响的背景冷凝流的速度和密度的不对称性的存在。
2011-03-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Flying in a superfluid: starting flow past an airfoil
本文研究了从静止加速到有限速度的翼型的超流绕流。使用模拟的格罗斯-Pitaevskii方程,我们发现惊人的相似之处,粘性流:从生产的起始涡收敛到一个量化的版本的库塔-Joukowski循环的翼型环流。我们通过唯象的论证预测了由给定的箔片成核的量子化涡旋的数量。我们进一步发现失速行为由翼型速度,而不是迎角,在经典的流动。最后分析了翼型的升力和阻力。
2019-09-23 cond-mat.quant-gas physics.comp-ph physics.flu-dyn
Counterflow and paired superfluidity in one-dimensional Bose mixtures in optical lattices
我们研究了超冷玻色子原子混合物在一个光晶格中的量子相位,光晶格将运动或跳跃限制在一个空间维度。利用Tomonaga-Luttinger液体理论和时间演化块抽取(TEBD)的数值方法找到相。我们考虑一个二元混合物与排斥的种内相互作用,或者排斥或吸引的种间相互作用。对于一个均匀的系统,我们发现在不同的填充和跳跃能量的配对和逆流超流相。我们还预测了这些类型的超流秩序与电荷密度波秩序共存的参数区域。我们表明,Tomonaga-Luttinger液体理论和TEBD定性同意的位置相边界的超流性。然后,我们描述了如何修改这些阶段,可以检测到当一个额外的谐波陷阱。特别是,我们展示了如何实验可测量的量,如飞行时间图像和结构因子,可以用来区分量子相位。最后,我们建议应用Feshbach斜坡检测成对的超流状态,和一个$π/2$脉冲后,布拉格光谱检测逆流超流相。
2009-06-11 cond-mat.quant-gas
Instability of the superfluid flow as black-hole lasing effect
我们证明了导致一维超流通过可穿透势垒衰变的不稳定性是由于黑洞激光效应。这种动力学不稳定性是由模式共振在一个有效的空腔形成的两个地平线包围的障碍。层位的位置由$v(x)=c(x)$设置,其中$v(x),c(x)$分别是局部流体速度和声速。我们计算的临界速度分析,并表明,它是唯一确定的地平线配置。在宽势垒的极限下,恢复了类霍金辐射和朗道能量不稳定性起源处的连续谱。
2014-09-29 cond-mat.quant-gas gr-qc
First and second sound in two-dimensional bosonic and fermionic superfluids
本文综述了超冷费米子和玻色子原子二维系统中声传播的理论结果。在超流相,其特征是自发对称性破缺缺的$U(1)$对称,有共存的第一和第二声音。在弱相互作用排斥玻色子的情况下,我们模拟了最近在弱相互作用区域和Berezinskiii-Kosterlitz-BKT超流-正常转变温度附近测量的二维39 K原子的声速.特别是,我们进行了相当准确的计算的超流密度,并表明它是合理的实验一致。对于超流吸引费米子,我们计算了穿过整个BCS-BEC交叉的第一和第二声速。在低温区,我们再现了最近的测量与6Li原子的第一声速。我们还预测,只有在有限温度的BEC制度有声音模式之间的混合。
2022-10-18 cond-mat.quant-gas
Andreev-Bashkin effect in superfluid cold gases mixture
我们研究了两种超流体的混合物与密度-密度和电流-电流(Andreev-Bashkin)种间相互作用。Andreev-Bashkin耦合在两种超流体之间产生了无耗散的阻力(或夹带)。在量子流体力学近似下,我们研究了声速,磁化率和静态结构因子之间的关系,在一个通用的模型中,密度和自旋动力学解耦。由于平移不变性,密度通道不会感受到阻力。相反,自旋通道不满足通常的Bijl-Feynman关系,因为f-和规则没有被自旋声子耗尽。在微扰理论中分析了一维玻色混合物及其Luttinger液体描述的非常相同的效果。利用扩散量子蒙特卡罗模拟的偶极气体系统的双层配置,我们证实了一般的结果。考虑到测量逆流不稳定性的最新进展,我们还研究了卷吸对具有非零相对速度的超流混合物的动力学稳定性的影响。
2018-01-22 cond-mat.quant-gas
Observation of first and second sound in a BKT superfluid
自从在液氦II中观察到无摩擦流动以来,各种形式的超流性一直吸引着科学家。在三维空间(3D)中,它在概念上与在临界温度$T_{\text{c}}$出现长程序(LRO)相关联。它的标志之一,由非常成功的双流体模型预测,并在液氦和超冷原子气体中观察到,是存在两种声音激发,第一和第二声音。在2D系统中,热涨落排除了LRO,但超流性仍然通过无限阶Berezinskiii-Kosterlitz-无相变(BKT)在非零$T_{\text{c}}$出现,这与超流密度$n_{\text{s}}$的普遍跳跃有关,而流体的热力学性质没有任何不连续性。BKT超流体也被预测支持两种声音,但对这一点的观察仍然难以捉摸。在这里,我们观察第一和第二个声音在均匀的二维原子玻色气体,并从两个温度依赖的声速提取其超流密度。我们的结果与BKT理论一致,包括对普遍超流密度跳跃的预言。
2022-04-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph