窄势垒散射中的原子孤子透射与诱导塌缩

我们报道了利用三维 Gross-Pitaevskii 方程对由玻色凝聚碱金属原子构成亮物质波孤子穿过窄势垒的碰撞所进行的系统性数值模拟。由此，我们确定了透射系数如何依赖于孤子撞击速度与势垒高度。颇为引人注目的是，我们还得到了由碰撞诱导亮孤子发生塌缩的参数区域。我们将这些三维结果由三种不同的一维非线性 Schrödinger 方程所得结果进行了比较。我们发现，一种经专门修正的非多项式 Schrödinger 方程能够精确评估透射系数，即便在通常的非多项式 Schrödinger 方程会发生塌缩的区域亦如此。特别地，这一简化但极为有效的一维模型通过一个与玻色-爱因斯坦凝聚体轴向波函数偏微分方程耦合的常微分方程，考虑了孤子的横向宽度动力学。