三维四元数凝聚、Hopf不变量和具有合成自旋轨道耦合的斯格明子晶格
量子气体
2016-03-30 v3
摘要
我们研究了在谐波陷阱势约束下，具有三维σ·p Weyl型自旋轨道耦合的玻色子双组分凝聚体的拓扑构型。凝聚体波函数的拓扑性质体现在四元数表示中。与U(1)复相位相比，四元数相位流形是S^3，而自旋取向通过第一Hopf映射形成S^2 Bloch球。四元数相位的空间分布呈现三维斯格明子构型，自旋分布具有非平凡的Hopf不变量。自旋纹理从弱自旋轨道耦合区域的同心分布演变为中等自旋轨道耦合区域的旋转对称性破缺模式。在强自旋轨道耦合区域，单粒子谱呈现朗道能级型量子化。在该区域，当相互作用低于朗道能级混合的能量尺度时，形成三维斯格明子晶格结构。足够强的相互作用可以将凝聚体转变为自旋极化的平面波态，或两个平面波的叠加态，呈现螺旋自旋螺旋。
引用
@article{arxiv.1205.2162,
title = {3D quaternionic condensations, Hopf invariants, and skyrmion lattices with synthetic spin-orbit coupling},
author = {Yi Li and Xiangfa Zhou and Congjun Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1205.2162},
year = {2016}
}