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玻色-爱因斯坦凝聚体中的非线性狄拉克方程:弱谐陷阱中的涡旋解与能谱

量子气体 2015-11-05 v2

摘要

我们分析了蜂窝光晶格中玻色子在尺度远大于晶格间距时的(2+1)(2 +1)维非线性狄拉克方程的涡旋解空间。狄拉克点相对论协变性与玻色子s波散射导致大量涡旋解,其特征是序参量的内部自旋和整体相位具有不同的函数形式。我们详细推导了这些解,包括涡旋绕数=1\ell = 1的skyrmions、半量子涡旋、Mermin-Ho和Anderson-Toulouse涡旋。对于2\ell \ge 2,我们得到由渐近径向依赖性定义的拓扑与非拓扑解。对于任意\ell值,非拓扑解是亮环涡旋,明确展示了狄拉克算符的约束效应。我们通过渐近贝塞尔级数、代数闭式以及标准数值打靶法得到解。通过包含谐势以模拟有限陷阱,我们计算了与径向量子化模式相关的离散能谱。我们展示了所有解的涡旋与自由粒子极限之间的连续谱映射。

关键词

引用

@article{arxiv.1502.05621,
  title  = {The nonlinear Dirac equation in Bose-Einstein condensates: Vortex solutions and spectra in a weak harmonic trap},
  author = {L. H. Haddad and Lincoln D. Carr},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1502.05621},
  year   = {2015}
}

备注

37 pages, 15 figures