通过旋转Dicke量子相变集体诱导的多涡旋拓扑结构

我们研究了用高缠绕数（例如 $\ell = 7$）的拉盖尔-高斯激光泵浦的玻色-爱因斯坦凝聚体的超辐射。由于超辐射的集体性，激光束将其轨道角动量（OAM）一次性转移给凝聚体。随着旋转超辐射的发生，出现了 $\ell$ 重旋转对称结构。在该结构的臂上出现了 $\ell$ 个单电荷涡旋。尽管泵浦和凝聚体轮廓最初具有圆柱对称性，我们观察到在超辐射过程中它破缺为 $\ell$ 重旋转对称性。圆柱对称性破缺为 $\ell$ 重对称性以及向BEC的OAM转移在同一临界泵浦强度后成为可能。凝聚体的重组类似于Esslinger及其同事的实验中的有序化[Nature, {\bf 264}, 1301 (2010)]。我们表明，重组开始的临界点遵循Dicke量子相变的形式。