旋转超流体的三维液滴
量子气体
2018-07-18 v1 其他凝聚态物理
数学物理
math.MP
斑图形成与孤子
摘要
提出了一种创建三维孤子拓扑模的新方法，对应于双分量稀薄超流体的涡旋液滴。我们使用最近引入的非线性耦合 Gross-Pitaevskii 方程系统，其包含分量间的接触吸引，以及源自 Lee-Huang-Yang 对平均场能量修正的四次排斥。通过数值和近似解析方法构建了自俘获涡旋环，其分量携带拓扑荷 m1=m2=1 或 m1=m2=2。分析揭示了涡旋液滴的稳定区域（对于 m1=m2=1 和 m1=m2=2 分别位于较宽和相对较窄的参数区域）。该结果提供了任意物理设置中首个具有双涡度的稳定三维自俘获态的例子。稳定模呈平顶形状，由涡度引起的内孔与外边界之间的空间由近乎恒定的密度填充。另一方面，所有具有隐藏涡度的模，即两分量拓扑荷 m1=-m2=1，均不稳定。通过解析估计分裂与未分裂态的能量，解释了 m1=m2=1 液滴对抗分裂（可能不稳定性的主要情形）的稳定性。预测结果可利用玻色-爱因斯坦凝聚体混合物中的稀薄量子液滴来实现。
引用
@article{arxiv.1806.08570,
title = {Three-dimensional droplets of swirling superfluids},
author = {Yaroslav V. Kartashov and Boris A. Malomed and Leticia Tarruell and Lluis Torner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.08570},
year = {2018}
}
备注
17 pages, 6 figures, to appear in Physical Review A