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学术讲座:旋量玻色气体中的自旋缺陷与分子状拓扑激发
作者: 点击数:时间:2018-10-16 22:12:47

主讲人:刘超飞副教授

地 点:龙岩学院师范教育学院微格录播教室录播厅

主办方:数学与信息工程学院

间:2018年10月20日下午17∶20~18∶00

主讲人简介

刘超飞,1981年生,江西理工大学理学院教师,副教授,中国科学院物理研究所博士后,新西兰Otago大学访问学者,江西理工大学清江青年英才计划拔尖人才,并获江西省2016年度杰出青年基金。一直从事超冷原子分子,玻色爱因斯坦凝聚等方面的研究。

座摘要:

量子拓扑缺陷通常是在密度上激发的。在本研究中, 我们将拓扑缺陷扩展到另一个维度: 自旋。我们发现自旋密度|S|在局部消失的自旋奇点能够发生在二维自旋-1 玻色-爱因斯坦凝聚体中。根据自旋奇异性,我们假设在自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体中有一个无核半量子涡旋。这种半量子涡可以进一步诱发半量子自旋缺陷, 这与一般的半量子Skyrmion相似, 但它的中心在自旋密度上具有奇点。在自旋-轨道耦合和外加磁场的联合作用下, 我们利用变分法求得了一个可能的稳定解。计算表明, 各向同性自旋轨道耦合提供了局部能量极小值来稳定无核半量子涡旋和相应的半量子自旋激发。各向同性自旋轨道耦合和垂直磁场的联合束缚是获得这种拓扑激发的关键因素。我们的研究还提供了稳定相图和半量子涡旋的最可能尺度。此外, 我们还发现自旋相互作用的调节对半量子涡旋的稳定性影响不大。

原子分子玻色爱因斯坦凝聚体(BEC)为量子气体的研究提供了全新的机会,并为探测了基本常数的变化提供了更高的灵敏度。近来,在玻色爱因斯坦中实现了自旋轨道耦合(SOC),它可以用来探索其他的全新现象。 然而,目前还没有关于自旋轨道耦合的原子分子玻色爱因斯坦的研究。我们通过结合自旋依赖光缔合和拉曼耦合,找到一种新颖的在原子分子玻色爱因斯坦中产生Rashba-Dresselhaus 自旋轨道耦合的方法。我们发现这种自旋轨道耦合这可以控制一种新型二氧化碳状skyrmion态拓扑激发的形成和分布。二氧化碳型skyrmion由两个分子玻色爱因斯坦凝聚体生成的半量子的skyrmion和一个原子玻色爱因斯坦凝聚体生成的skyrmion耦合形成,其中两个半量子skyrmion位于整量子skyrmion的两边。二氧化碳状skyrmion可以在实验中通过使用时间飞秒吸收成像的技术测量涡流结构来检测。此外,我们发现自旋轨道耦合可以有效地改变K空间中的陈数的产生,这导致从一些分离的二氧化碳状skyrmion拓扑自旋构形单体,合成一个高聚物形链。这项工作提出了在原子分子爱因斯坦凝聚体中产生双层自旋轨道耦合的方案,并开辟操纵拓扑激发的新途径。

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