计算三维旋转二极点玻色-欧廷气体在强各向异性阱中的基态的高效准确数值方法
数值分析
2026-03-06 v1 量子气体
数值分析
摘要
本文提出了一种高效且谱准的数值方法，用于计算处于强各向异性阱束缚下的三维 (3D) 旋转二极点玻色-欧廷气体 (BEC) 的基态。核函数奇异、卷积非局部性和密度各向异性共同 complicate 二极点势的评估。快速旋转机制不仅导致能量景观复杂且具有众多局部极小值，还在气体中产生大量涡旋。这些因素共同导致在 3D 各向异性系统中进行基态计算在收敛性、准确性和效率方面都具有挑战性。结合傅里叶谱离散化，我们提出了一种通过积分各向异性截断核方法 (ATKM) 实现二极点势评估的预条件共轭梯度法 (PCG)。设计了自适应步长控制策略，ATKM 能够在不引入任何额外各向异性相关内存要求或计算时间的前提下实现谱精度。我们的算法具有谱精度、高度效率和内存经济性。 presented 大量数值结果以确认算法的准确性和效率，并用于研究模型参数对临界旋转频率、能量和化学势的影响。此外，这些仿真揭示了额外的新颖基态模式，例如弯曲涡旋。
引用
@article{arxiv.2603.05194,
title = {An efficient and accurate numerical method for computing the ground states of three-dimensional rotating dipolar Bose-Einstein condensates under strongly anisotropic trap},
author = {Qinglin Tang and Hanquan Wang and Shaobo Zhang and Yong Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.05194},
year = {2026}
}