偶极自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋的内部结构与稳定性

我们展示了偶极相互作用如何对原子自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋的结构产生显著影响，并阐明了适用于各种偶极自旋系统的通用物理原理。随后，我们在自旋-3 $^{52}$Cr 凝聚体的点群对称性中，发现并分析了具有非阿贝尔电荷的奇异涡旋核。利用一个更简单的模型系统，我们分析了潜在的偶极物理，并展示了由磁偶极耦合产生的特征长度尺度如何与 s 波散射的愈合长度层级相互作用，从而导致核结构的简单判据：当相互作用在能量上均有利于基态自旋条件时，例如在自旋-1 铁磁相中，奇异涡旋的尺寸被限制为较短的自旋依赖愈合长度。相反，当相互作用相互竞争时（例如，在自旋-1 极化相中），我们发现奇异涡旋的核随着偶极耦合的增强而扩大。我们进一步展示了由相互作用各向异性引起的自旋排列如何体现在垂直于凝聚体旋转轴出现的基态自旋涡旋线中，以及潜在可观测的内部核自旋纹理中。我们还解释了由于与旋转诱导的自旋有序竞争，它如何导致非奇异涡旋中与相互作用相关的角动量。当各向异性被强磁场修改时，我们展示了它如何引起涡旋核对称破缺形变进入自旋畴壁。