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马尔可夫条纹上吸引性自互作用玻色-爱因斯坦浓度脉冲的孤立子

斑图形成与孤子 2025-02-14 v1 量子气体

摘要

我们研究了在马尔可夫条纹(MS)上约束的玻色-爱因斯坦浓度(BEC)中的 matter-wave 孤立子,基于平均场理论的 respective Gross-Pitaevskii(GP)方程。 在线性 regime 下,涡旋态由量子数 nnmm 决定,分别对应横向和环向方向,其中相位结构由环数(WN)mm 决定。奇数和偶数 nn 的值必须分别与整数和半整数 mm 的值相关联,后者需要对 MS 绕行两个周期后才能返回初始相位。 使用变分方法和数值方法,我们求解具有吸引性非线性的 GP 方程,得到一个在范数低于临界值时形成的基态(GS)孤立子族,其中超过临界值则发生坍缩。 在数值形式下获得了 n=1,m=1n=1,m=1n=2,m=1/2n=2,m=1/2 的涡旋孤立子。 n=1,m=1n=1,m=1 的涡旋孤立子在 azimthal 方向几乎均匀分布,而 n=2,m=1/2n=2,m=1/2 的孤立子形成局部化状态。对 GS 孤立子解以及 n=1,m=1n=1,m=1 的涡旋进行 Vakhitov-Kolokolov 准则和线性稳定性分析,结果表明它们完全稳定,而具有 n=2,m=1/2n=2,m=1/2 的局部分散状态完全不稳定。最后,讨论了 MS 上的孤立子运动以及两个孤立子碰撞。

引用

@article{arxiv.2502.09087,
  title  = {Solitons in Bose-Einstein Condensates with Attractive Self-Interaction on a M\"obius Strip},
  author = {Huan-Bo Luo and Guilong Li and Fu-Quan Dou and Bin Liu and Boris A. Malomed and Josep Batle and Yongyao Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.09087},
  year   = {2025}
}

备注

to be published in Physical Review A