自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中非线性激发的相图、稳定性与磁性

我们给出了谐振囚禁自旋$F=1$玻色-爱因斯坦凝聚体各不同相中出现非线性孤子波激发的相图、基本稳定性与磁性以及动力学。特别地，发现暗-暗-亮孤子形式非线性激发存在于自旋气体的反铁磁相与易轴相中，其在前者中一般不稳定而在后者相中具有稳定区间。暗-亮-亮孤子可在极性相与易平面相中分别作为不稳定与稳定构型实现；后者相还可具有稳定暗-暗-暗孤子。重要的是，通过调节二次塞曼系数使这些态从一相过渡到另一相时其持续性被揭示。此外，分析了稳定与不稳定物质波的自旋混合动力学，其中揭示了磁性暗-亮、向列暗-亮-亮与暗-暗-暗孤子的相干演化。而且，对于不稳定情形，观察到非磁化或磁性液滴状构型以及由规则与磁性孤子组成的自旋波动态涌现，并在此后保持鲁棒而传播极长演化时间。有趣的是，将自旋孤子暴露于有限温度时，展示了其在势阱振荡中的反阻尼。发现对于更强的亮孤子分量“填充”，后者被抑制。我们的研究为系统产生与分析近期在超冷实验中实现的此类波及自旋转移过程铺平了道路。