在玻色-爱因斯坦凝聚体中产生可控且近零速度的孤子

在排斥相互作用的原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中确定性产生暗孤子的既有技术只能触及很窄的孤子速度范围。由于速度影响单个孤子的稳定性以及孤子-孤子相互作用的性质，这一技术限制阻碍了实验进展。在此，我们通过同时调控凝聚体波函数的振幅和相位，在高度各向异性的雪茄形 BEC 中产生了具有任意位置和速度的暗孤子，改进了先前仅显式操控凝聚体相位的技术。真实一维系统中存在的单暗孤子解对应于各向异性三维系统中的扭折孤子，并伴随一系列额外的暗孤子，包括涡环和孤子涡解。我们轻易地产生了速度从零到声速一半的暗孤子。观测到的孤子振荡频率表明我们印入了孤子涡，对于我们的雪茄形系统，这些是这些速度下预期唯一稳定的孤子。我们对一维 BEC 的数值模拟表明，当扭折孤子稳定时，该技术在产生扭折孤子方面同样有效。我们通过确定性地使暗孤子与双组分自旋 BEC 中的畴壁碰撞，展示了该技术的实用性。