Quantized vortices in interacting gauge theories
Quantized vortices in interacting gauge theories
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相互作用规范理论中的量子化涡旋
DOI：
10.1088/0953-4075/49/1/015304
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发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Butera S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Butera S
本文考虑一个由二能级原子组成的二维弱相互作用超冷玻色气体。我们研究了一个合成的密度相关规范场的影响，产生于激光物质耦合在绝热极限与激光配置，使单粒子零阶矢量位对应于一个恒定的合成磁场。我们发现了一个新的奇异类型的电流非线性的Gross-Pitaevskii方程的序参量的凝聚体的动力学的影响。我们研究了该系统的旋转特性在Tumas-Fermi极限，特别是集中在物理条件，使系统中的量子化涡旋的存在积极有利的非旋转的解决方案。我们指出，这种新的非线性可以给出两种不同的物理解释：第一，它可以被看作是一个本地修改的平均场耦合常数，其值取决于凝聚的角动量。其次，它可以被解释为一个密度调制的角速度给云。从这两个角度来看问题，我们表明，新的非线性的影响是诱导旋转的凝聚，从非旋转到旋转状态的过渡取决于云的密度。
We consider a two-dimensional weakly interacting ultracold Bose gas whose constituents are two-level atoms. We study the effects of a synthetic density-dependent gauge field that arises from laser–matter coupling in the adiabatic limit with a laser configuration such that the single-particle zeroth-order vector potential corresponds to a constant synthetic magnetic field. We find a new exotic type of current nonlinearity in the Gross–Pitaevskii equation which affects the dynamics of the order parameter of the condensate. We investigate the rotational properties of this system in the Thomas–Fermi limit, focusing in particular on the physical conditions that make the existence of a quantized vortex in the system energetically favourable with respect to the non-rotating solution. We point out that two different physical interpretations can be given to this new nonlinearity: firstly it can be seen as a local modification of the mean field coupling constant, whose value depends on the angular momentum of the condensate. Secondly, it can be interpreted as a density modulated angular velocity given to the cloud. Looking at the problem from both of these viewpoints, we show that the effect of the new nonlinearity is to induce a rotation to the condensate, where the transition from non-rotating to rotating states depends on the density of the cloud.
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