磁场梯度下自旋玻色-爱因斯坦凝聚体的亚稳态难轴极化态

我们研究了自旋-1反铁磁玻色-爱因斯坦凝聚体在磁场梯度下的难轴极化态的稳定性，其中易平面自旋各向异性由负二次Zeeman能 $q<0$ 控制。在均匀磁场中，轴向极化态是动力学不稳定的，并弛豫到平面极化基态。然而，在磁场梯度 $B'$ 下，该激发自旋态在某个阈值 $q_{th}$ 以下变为亚稳态，且当 $q$ 减小到低于 $q_{th}$ 时，其本征动力学不稳定性被迅速唤起。弛豫动力学中的初始自旋激发以条纹结构出现，表明磁场梯度导致的旋转对称性破缺。我们测量了 $q_{th}$ 对 $B'$ 与样品尺寸的依赖关系，并发现 $q_{th}$ 在 $B'=0$ 附近对场梯度高度敏感，呈现 $|q_{th}|\propto B'^{\alpha}$ 的幂律行为，其中 $\alpha \sim 0.5$。我们的结果展示了场梯度效应在自旋凝聚体量子临界动力学中的重要性。