准二维凝聚体中四极量子液滴的静态与动力学性质

量子液滴由超均匀性效应稳定，代表了量子多体系统中的一种新型物质状态。虽然先前的研究主要关注偶极和接触相互作用系统，但四极凝聚体相对鲜有探索。本文我们探索了在受约束于准二维几何的二维两组分四极玻色-氦准粒子中，量子液滴的形成、结构性质和动力学行为。通过Thomas-Fermi近似获得的解析结果预测了平坦的密度轮廓以及有效面积与粒子数之间的线性比例关系。这些预测得到数值模拟的支持，模拟还揭示了在较大规范下，峰值密度和化学势的饱和。此外，涡旋量子液滴由于四极相互作用作用（QQIs）的方向性，呈现出各向异的椭圆形形状，其长宽比通过改变粒子数和四极相互作用强度进行显著调节。碰撞动力学显示出受速度和拓扑调制的丰富行为：基态液滴从非弹性合并转变为准弹性散射和量子渗透，而涡旋液滴则表现出相位诱导的排斥、碎片化和拓扑保护的隧穿。这些发现为理解更高阶相互作用和量子涨落如何支配四极液滴的形成与稳定性提供了全面的认识。本工作为实验实现奠定了理论基础，为探索各向异量子流体、拓扑激元以及量子感知和仿真应用开辟了新方向。