吸引性二维玻色气体中量子涡旋的坍缩
量子气体
2025-08-15 v3
摘要
我们通过实验和数值研究了二维原子超流体中量子涡旋在从排斥到吸引的快速相互作用猝灭后的坍缩动力学。我们发现了超流体涡旋径向汇聚成准稳态密度分布的条件和时间尺度，证明了原子玻色气体中涡旋孤子状结构的自发形成。我们记录了一种由方位角调制不稳定性引起的涌现自相似动力学，该不稳定性放大了初始密度扰动，并最终导致孤子环轮廓的分裂或超流体直接碎裂成无序但大致呈圆形的Townes孤子状波包阵列。这些动力学被基于Gross-Pitaevskii方程的模拟定性再现。然而，我们的平均场分析预测的放大密度波动幅度与模拟存在差异，表明存在超出平均场近似之外的影响。我们的研究为探索猝灭到吸引相互作用的涡旋量子物质的非平衡动力学及其普适特性奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2406.00863,
title = {Collapse of a quantum vortex in an attractive two-dimensional Bose gas},
author = {Sambit Banerjee and Kai Zhou and Shiva Kant Tiwari and Hikaru Tamura and Rongjie Li and Panayotis Kevrekidis and Simeon I. Mistakidis and Valentin Walther and Chen-Lung Hung},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.00863},
year = {2025}
}
备注
arXiv v3, 16 pages, 4 figures in main text, 8 in supplementary