具有面内四极磁场的旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构研究∗

刘静思 李吉† 刘伍明

1)(中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家实验室,北京 100190) 2)(中国科学院大学物理学院,北京 100190)

具有面内四极磁场的旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构研究∗

刘静思1)2)李吉1)2)† 刘伍明1)2)

1)(中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家实验室,北京 100190) 2)(中国科学院大学物理学院,北京 100190)

(2017年4月1日收到;2017年4月13日收到修改稿)

通过虚时演化方法研究了具有面内四极磁场的旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构.结果发现：面内四极磁场和旋转双重作用可导致中央Merm in-Ho涡旋的产生;随着磁场梯度增强,M erm in-Ho涡旋周围环绕的涡旋趋向对称化排布;在四极磁场下,密度相互作用和自旋交换相互作用作为体系的调控参数,可以控制M erm in-Ho涡旋周围的涡旋数目;该体系自旋结构中存在双曲型meron和half-skyrm ion两种拓扑结构.

旋转玻色-爱因斯坦凝聚体,面内四极磁场,自旋交换相互作用,自旋结构

1 引 言

光阱束缚下的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)[1,2],由于内部自旋自由度的释放,为我们提供了研究拓扑激发的理论和实验平台[3-7].近年来,人们广泛研究了具有旋转的旋量BEC基态结构.实验方面,Ketterle等[8]借助光束搅动凝聚体直接观察到涡旋形核.Foot等[9]在旋转光晶格中也发现了涡旋形核现象.随后一些实验组进一步观察到涡旋晶格的形成[10,11].理论方面,一些研究者详细讨论了塞曼磁场和旋转势共同作用下旋量 BEC的基态相图和其中产生的新奇拓扑激发[12-15].例如,Kita等研究了铁磁BEC中M erm in-Ho涡旋[14]和……