自由空间中自旋轨道耦合费米气体中的二维复合孤子

我们在密度泛函理论框架下探讨在扁球形双分量费米子云中创建孤子态的可能性，该理论包含自旋轨道耦合（SOC）以及自旋波函数自旋向上与向下极化分量之间的非线性吸引。在分量间吸引远强于有效分量内泡利排斥的极限下，所得模型也代表一个包含 SOC 效应的双分量玻色-爱因斯坦凝聚体的 Gross-Pitaevskii 方程组。我们证明该模型在自由空间中产生二维静止复合孤子。我们确定了混合模类型孤子（其两个分量均包含零涡旋与带涡旋项的混合）的稳定区域，而另一类型半涡旋孤子（涡旋由单一分量携带）则不稳定。由于 SOC 破坏伽利略不变性，系统支持速度直至特定临界值的运动孤子。我们也简要考虑了运动孤子之间的碰撞。碰撞尤其导致准弹性反弹，或导致以孤子部分合并为特征的非弹性结果。