Controlled creation and decay of singly-quantized vortices in a polar magnetic phase
Controlled creation and decay of singly-quantized vortices in a polar magnetic phase
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极地磁相中单量子化涡旋的受控产生和衰减
DOI：
10.1038/s42005-021-00554-y
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发表时间：
2021
影响因子：
5.5
通讯作者：
Hall, D. S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xiao, Y.;Borgh, M. O.;Weiss, L. S.;Blinova, A. A.;Ruostekoski, J.;Hall, D. S.
量子化的涡旋出现在从超流和超导体到液晶和高能物理的物理系统中。与标量同类不同，具有复杂内部结构的超流体可以表现出丰富的衰变动力学，甚至是分数涡度。在这里，我们从实验和理论上探索了捕获自旋187Rb玻色-爱因斯坦凝聚体的极磁相中涡旋线的产生和时间演化。非奇异涡旋的相位印迹过程，其衰变为一对奇异旋量涡旋，以及快速的磁相交换，产生了一对三维的奇异单量子化涡旋线，其核心区域填充了铁磁性相中的原子。原子相互作用引导了随后的涡旋动力学，导致了核心结构，表明单量子化的涡旋衰变为半量子涡旋。
Quantized vortices appear in physical systems from superfluids and superconductors to liquid crystals and high energy physics. Unlike their scalar cousins, superfluids with complex internal structure can exhibit rich dynamics of decay and even fractional vorticity. Here, we experimentally and theoretically explore the creation and time evolution of vortex lines in the polar magnetic phase of a trapped spin-187Rb Bose–Einstein condensate. A process of phase-imprinting a nonsingular vortex, its decay into a pair of singular spinor vortices, and a rapid exchange of magnetic phases creates a pair of three-dimensional, singular singly-quantized vortex lines with core regions that are filled with atoms in the ferromagnetic phase. Atomic interactions guide the subsequent vortex dynamics, leading to core structures that suggest the decay of the singly-quantized vortices into half-quantum vortices.
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