耦合二元 Bose-Einstein 凝聚体中工程化量子相变动力学中的因果性与缺陷形成
量子气体
2015-06-11 v2
摘要
连续相变发生于广泛的物理系统中，为非平衡动力学和拓扑缺陷的形成研究提供了背景。Kibble-Zurek (KZ) 机制预测了由此产生的缺陷密度随通过临界点的淬火速率的标度关系，这可用于估算相变的临界指数。在本文中，我们扩展了此前对由两个超精细态组成的二元 Bose-Einstein 凝聚体 (BEC) 中可混溶 - 不可混溶相变的研究，其中自旋动力学被限制在一维 [J. Sabbatini et al., Phys. Rev. Lett. 107, 230402 (2011)]。该相变是通过控制两个超精细态耦合振幅的哈密顿量淬火来实现的，导致了空间域随机图案的形成。利用数值截断 Wigner 相空间方法，我们表明在环形 BEC 中，相变形成的域数量按 KZ 理论预测进行标度。我们还考虑了在谐振子势阱囚禁的 BEC 中进行的相同实验，并研究了密度不均匀性如何修正相变动力学及域数量的 KZ 标度律。随后，我们利用各向异性系统中的不均匀相变与均匀系统中的不均匀淬火之间的对称性，设计了耦合淬火方案，从而能够量化不均匀相变的多个方面。特别是，我们量化了因果性在相变前沿传播中对畴壁形成的影响，并发现迹象表明缺陷密度是在穿过临界点后的脉冲至绝热转变过程中确定的。
引用
@article{arxiv.1208.5295,
title = {Causality and defect formation in the dynamics of an engineered quantum phase transition in a coupled binary Bose-Einstein condensate},
author = {Jacopo Sabbatini and Wojciech H. Zurek and Matthew J. Davis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.5295},
year = {2015}
}
备注
23 pages, 10 figures. Minor corrections, typos, additional reference