扭量引起的扭结、空穴与量子液滴不稳定性

我们探讨一维（1D）空穴与扭结以及嵌套于扩展二元玻色混合物中的二维（2D）涡旋-空穴的存在性与稳定性，这些态在平均场能量存在 Lee-Huang-Yang（LHY）量子修正以及自束缚量子液滴出现时产生。我们考虑了具有相等种内散射长度和原子质量的对称系统（由单一（标量）LHY 修正的 Gross-Pitaevskii 方程（GPE）建模），以及具有不同种内散射长度的一般非对称情形（由两个方程耦合的（扭量）GPE 描述）。我们发现，在对称设置中，1D 和 2D 空穴可在与自束缚量子液滴重叠并远超其范围的化学势区间内以稳定形式存在。此情形下，1D 空穴在局域化液滴转变为平顶态的临界化学势处保持稳定，并转化为成对的稳定反相扭结，从而揭示了局域与非扩展非线性态之间的联系。相反，非对称系统的扭量性质可能导致 1D 空穴不稳定，其倾向于破裂为两个反向运动的灰态。此种不稳定性源于系统的扭量性质，且仅影响嵌套于扩展调制稳定背景中的空穴，而局域量子液滴族即使在非对称情形下也完全稳定，1D 空穴仅在接近其转化为成对扭结的点附近保持稳定。我们还发现对称系统在中度振幅下允许完全稳定的 2D 带单电荷涡旋态，而在高振幅下也会出现非寻常不稳定性。对称性也强烈抑制双电荷涡旋-空穴的不稳定性，因而其在低振幅下表现出出乎意料的稳健演化。