二元凝聚体中具有质量不平衡的非对称涡旋对的旋转态

我们考虑了二元凝聚体中的大质量涡旋，其中不互溶条件导致少数组分被捕获在多数组分的涡旋核中。我们通过二维类点模型研究了此类涡旋，并展示了相关的动力学方程如何表现出以不同涡旋质量和不同半径 $a$ 和 $b$ 的圆轨道为特征的涡旋对解。这些解通过二元凝聚体的 Gross-Pitaevskii 方程模拟得到了验证。在研究了给定对几何形状下涡旋对旋转频率 $\Omega$ 作为涡旋质量函数的性质后，我们定义了旋转态图 $\cal D$，描述了在给定 $\Omega$ 下所有可能的涡旋对解的轨道半径。这包括等质量对但 $a \ne b$ 的解，或两个质量之一（或两者）为零的解。此外，我们解析地求出了此类解存在时 $\Omega$ 的最小值，并数值上获得了临界频率 $\Omega_c$，低于该值时 $\cal D$ 改变其结构并发生向不稳定涡旋对状态的转变。我们的工作突出了一种从轨道半径 $a$ 和 $b$ 推断涡旋质量的间接测量方案，以及涡旋质量与涡旋对小振荡性质之间的联系。