玻色-爱因斯坦凝聚形成过程中的自发涡旋

相变在自然界中无处不在，从蛋白质折叠与变性，到超导体-绝缘体量子相变，再到早期宇宙中力的退耦。值得注意的是，相变可以归入普适类，其中具有无关微观物理的系统在临界点附近表现出相同的标度行为。本文对原子气体的玻色-爱因斯坦凝聚相变进行了实验和理论研究，重点关注相变动力学中一个突出的普适要素：在穿过相变时的淬火过程中拓扑缺陷的自发形成。虽然相变中缺陷形成的微观动力学通常难以研究，特别是对于超流相变，但玻色-爱因斯坦凝聚体（BECs）为探测此类细节提供了独特的实验和理论机会。尽管此前已预测凝聚转变中会自发形成涡旋，但我们的结果包含了凝聚转变中自发涡旋形成的首次实验观测和统计表征。利用包含原子相互作用以及有限温度玻色气体的量子与热涨落的微观理论，我们模拟了凝聚过程并观察到涡旋形成，与我们的实验结果在定量上高度一致。我们的研究进一步理解超流体内相干性的发展，并可能允许直接研究普适的相变动力学。