玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋偶极子的斯涅尔定律

量子涡旋偶极子由一对强度相等、环流相反的紧密束缚涡旋组成，是平面超流体中携带线动量的空间局域行波激发，暗示了与几何光学的类比。我们数值与解析地研究了量子涡旋偶极子入射到均匀二维玻色-爱因斯坦凝聚体中背景超流体密度的阶跃变化上的运动。由于流体动量与能量的守恒，当偶极子穿过不同密度区域间的界面时，其入射角与折射角满足类似于斯涅尔定律的关系。该类比斯涅尔定律关系的预言通过对 Gross-Pitaevskii 方程的系统数值模拟，在宽广入射角范围内得到证实。在全内反射临界角附近，我们确认了一种异常斯涅尔定律行为 regime，其中偶极子的有限尺寸导致被界面瞬态俘获。值得注意的是，尽管表面相互作用更为复杂，入射与出射偶极子路径仍遵从斯涅尔定律。