多组分玻色 - 爱因斯坦凝聚中的非自治亮 - 暗孤子与 Rabi 振荡

我们研究了二组分和三组分玻色 - 爱因斯坦凝聚中非自治亮 - 暗物质波孤子的动力学。我们的设置包括时间依赖的抛物势和散射长度，以及不同超精细态之间的 Rabi 耦合。通过相似变换，我们将非自治耦合 Gross-Pitaevskii 方程转化为具有散焦非线性的完全可积 Manakov 模型，并构建了非自治孤子解的显式形式。针对两种类型的时间依赖非线性（类扭结型和周期调制型），并结合陷阱势的适当时间依赖性，详细讨论了单孤子态的传播特性以及多孤子态的碰撞情景。我们发现，在二组分凝聚中，孤子传播的性质主要由非线性的性质以及谐振势的时间调制决定；该设置中的切换本质上归因于 Rabi 耦合。我们还对非自治二组分耦合 Gross-Pitaevskii 方程进行了直接数值模拟，以证实我们的解析预测。更有趣的是，在三组分凝聚的情况下，我们发现孤子可以导致碰撞诱导的能量切换（能量共享碰撞），这可被有效地用于控制 Rabi 切换，反之亦然。在三组分设置中，还展示了由于 Rabi 耦合导致组成孤子性质反转（即亮（暗）变为暗（亮））的一种有趣可能性。