自旋-2玻色-爱因斯坦凝聚体中自旋超流体孤子-孤子散射的一维与二维研究
量子气体
2019-07-31 v1 量子物理
摘要
本文通过对随时间演化的孤子-孤子散射进行幺正量子模拟，研究了自旋-2玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。该量子模拟方法基于一种量子格点算法，其设计用于未来数字量子计算机上的实现，但现今使用基于图形处理单元（GPU）的并行计算架构进行测试。我们解析求解了一维和二维空间中的自旋-2 BEC运动方程，即一个由5个耦合Gross-Pitiaevskii（GP）方程组成的非线性系统。在一维中有16个亮孤子和16个暗孤子解。在二维中有3个暗孤子Pade近似解，分别对应m_f=±2、m_f=±1和m_f=0，对应于量子涡旋。我们报告了自旋超流体幺正量子格点气体算法的实现，并通过验证自旋-2 BEC哈密顿量的一维和二维能量本征态解的稳定性确立了其有效性。利用经过标定的量子格点气体算法，通过进行孤子-孤子散射实验，研究了自旋-2 BEC不可积区域中的高度非线性物理。拓扑孤子的散射产生了呼吸子与复杂量子涡旋，其特征是Zeeman流形多个m_f超精细态间的局域纠缠。
引用
@article{arxiv.1907.12834,
title = {Spin-2 BEC spinor superfluid soliton-soliton scattering in one and two space dimensions},
author = {Jasper Taylor and Steven Smith and Jeffrey Yepez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.12834},
year = {2019}
}
备注
24 figures