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相似文献
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1.
研究了两体和三体相互作用空间调制情形下Bessel型光晶格中准二维玻色-爱因斯坦凝聚体系中物质波孤立子的稳定性.利用标准的变分法程序,得出体系有效势能的表达式,进而根据有效势能结构给出了体系的稳定性条件.结果表明,在有Bessel型光晶格和没有Bessel型光晶格的情况下,体系均能形成稳定的孤立子解,但是有晶格参与时,体系有很大范围的稳定区间.另外,稳定性受两体相互作用和三体相互作用共同支配,其中两体相互作用对体系的稳定性起主导作用,三体相互作用和相互作用的空间调制只对稳定性起调节作用,但是在特定情况下,必须要有三体相互作用或者相互作用空间调制的参与才能形成稳定的孤立子解.  相似文献   

2.
陈海军  张耀文 《物理学报》2014,63(22):220303-220303
利用变分法和数值计算方法研究了空间调制作用下Bessel型光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体系中孤立子的稳定性, 给出了存在随空间非周期变化的线性Bessel型光晶格和非线性光晶格(原子之间非线性相互作用的空间调制)时, 各种参数组合下涡旋和非涡旋孤立子的稳定性条件. 首先, 利用圆对称的高斯型试探波函数得出描述体系稳定性参数满足的Euler-Lagrange方程和变分法分析体系稳定性所需要的有效作用势能的表达式. 然后, 根据有效作用势能是否具有局域最小值判断体系是否具有稳定状态, 得出体系具有稳定状态时参数所满足的条件. 最后, 利用有限差分法求解Gross-Pitaevskii方程验证变分法结果的正确性, 所得结果和变分法结果一致. 关键词: Bessel型光晶格 非线性光晶格 孤立子 稳定性  相似文献   

3.
雍文梅  陈海军 《物理学报》2014,63(15):150302-150302
利用变分法研究了线性和非线性交叉光晶格中偶极玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)体系中物质波孤立子的稳定性.选用柱对称高斯型试探波函数,得出参数的Euler-Lagrange方程和体系的有效作用势能,根据有效势能是否具有局域最小值判断体系是否具有稳定孤立子解.结果表明,由于存在接触相互作用的空间调制,在排斥和吸引偶极相互作用下,均能形成稳定的孤立子解.给出了参数空间中存在稳定解的区域和物质波波包宽度随时间的变化曲线.  相似文献   

4.
陈海军  薛具奎 《物理学报》2008,57(7):3962-3968
研究了平面Bessel型光晶格(BL)中双组分玻色-爱因斯坦凝聚(BECs)体系的基态解.从描述三维(3D)BECs体系的动力学方程Gross-Pitaevskii方程(GPE)出发,当垂直方向囚禁频率远大于平面上囚禁频率时,得到了描述2D-BECs体系的动力学方程.利用双组分BECs体系中原子之间相互作用与BL强度相互平衡的条件,得到了平面BL光晶格中2D-GPE的一组基态精确解,给出了基态的原子数分布,总原子数和能量与原子之间相互作用强度及BL势的关系.相对于单组分BEC体系,由于不同组分原子相互作用的存在,使得BL光晶格中双组分BECs基态具有更丰富的结构.当不存在不同组分原子之间的相互作用时,模型简化到单组分体系,并给出了相应的基态解,原子数分布和能量. 关键词: Bessel型光晶格 基态解 双组分玻色-爱因斯坦凝聚  相似文献   

5.
陈海军  李向富 《物理学报》2013,62(7):70302-070302
利用变分法和数值计算方法研究了二维线性和非线性光晶格中二维玻色-爱因斯坦凝聚体系中物质波孤立子的存在及其稳定性. 利用定态变分原理及Vakhitov-Kolokolov判据总结了线性和非线性结合光晶格中几种参数组合下定态定域解的稳定性. 结果表明, 当存在二维非线性光晶格时, 在吸引和排斥相互作用的原子体系中均可以存在稳定的物质波孤立子. 另外, 利用含时变分法研究了线性和非线性光晶格中物质波孤立子随时间的传播特性, 使波包参数对时间的一阶导数等于零, 可以给出稳定状态对应的参数, 结论和定态变分法给出的结果一致. 最后用数值计算方法研究变分结果的正确性, 把变分结果作为初始条件代入Gross-Pitaevskii方程研究其随时间传播特征, 得到了稳定的传播过程, 所得到的结果和变分分析结果一致. 关键词: 线性非线性光晶格 玻色-爱因斯坦凝聚 孤立子 稳定性  相似文献   

6.
陈海军  任元  王华 《物理学报》2022,(5):268-279
Bessel型光晶格是一种非空间周期性的柱对称的光晶格势场,其兼具无限深势阱和环状势阱的特征,在0阶Bessel光晶格势场中央形成深势阱,而在非0阶Beseel光晶格势场中能形成具有中央势垒的环状浅势阱.极化激元是一种半光半物质的准粒子,该准粒子甚至可以在室温条件下发生玻色-爱因斯坦凝聚相变,形成极化激元凝聚.另外,通过极化激元能级的腔诱导TE-TM分裂能在极化激元凝聚中实现足够强的自旋-轨道耦合作用.极化激元凝聚能在室温条件下实现,在其中又存在自旋-轨道耦合作用,其为量子物理的研究提供了全新的平台.本文把Bessel光晶格势场引入到极化激元凝聚系统,研究了存在自旋-轨道耦合作用下的旋量双组分极化激元凝聚系统的稳态结构.通过求解Gross-Pitaevskii方程给出了极化激元凝聚系统在实验室坐标系和旋转坐标系中极化激元凝聚系统的稳态结构,由于Bessel势场的引入,使得稳态结构更具有多样性.给出了实验室坐标系中在中央深势阱中存在的基础型高斯孤立子、多极孤立子和在环状浅势阱中存在环状孤立子和多极孤立子的稳态结构;给出了旋转坐标系中存在的涡旋环状孤立子,及其由于自旋-轨道相互作用引起的组...  相似文献   

7.
柏小东  刘锐涵  刘璐  唐荣安  薛具奎 《物理学报》2010,59(11):7581-7585
研究了一维光晶格中超流Fermi气体基态解的性质.在平均场理论框架下,利用超流Fermi体系中原子间相互作用能与晶格势能相互平衡的条件,得到了一维光晶格中超流Fermi气体在整个BEC-BCS跨越区的一组基态解,给出了基态的原子数密度空间分布、总原子数和能量.进一步对系统从BEC端转变到BCS端时的基态解性质进行了深入分析和对比.结果表明,一维光晶格中超流Fermi气体基态分布具有一些特殊的性质,由于Fermi压力,相比而言超流Fermi气体在BCS端的基态原子数密度空间分布较为扩展,平均能量明显偏高.  相似文献   

8.
何长春  廖继海  杨小宝 《物理学报》2017,66(16):163601-163601
以平面团簇为例提出了一种结合结构识别和蒙特卡罗树技术搜索稳定结构的新方法.体系原子之间的相互作用由两类模型势能函数来描述:Lennard-Jones二体势函数与基于Lennard-Jones势的三体势函数.考虑可能的三角晶格碎片作为候选结构,引入编号策略对结构进行快速识别,并运用蒙特卡罗树搜索研究稳定结构随着原子数增大的演化过程;对于能量较低的候选结构,进一步采取局域优化来获得对应体系的稳定结构.计算表明,Lennard-Jones二体势函数对应的三角晶格团簇更稳定;在特定的参数下,三体势函数对应的六角晶格团簇更稳定.结合结构识别和蒙特卡罗树搜索可以对候选结构空间进行高效扫描,在较短时间内更容易搜索到稳定的团簇结构,并可以与第一原理计算结合实现材料的结构预测.  相似文献   

9.
利用能量泛函变分法研究了一维Bose-Fermi系统稳定基态的存在条件.根据Bose-Fermi系统的Lagrange量可以得到三维Bose-Fermi体系所满足的非线性动力学方程组.当外势阱的横向囚禁频率远大于轴向囚禁频率时,体系可以当作一维模型来处理.从描述三维体系的动力学方程可以得到描述一维体系的动力学方程,选取适当的无量纲参数,可以对一维动力学方程组进行无量纲处理,得到数值计算和理论分析中常用到的无量纲方程.选择高斯型试探解(简单孤立子解),利用能量泛函变分法得到一维Bose-Fermi体系稳定的高斯型孤立子存在条件.分析了两种特殊情况下孤立子能够稳定存在的区域以及原子数的临界条件,最后得出了一般情况下稳定基态存在时临界散射长度与原子数以及波包宽度之间的关系.  相似文献   

10.
在加速光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC),当同时考虑两体和三体相互作用时,其能级结构、隧穿率出现了独特的特性.在一维加速光晶格中的BEC,当两体和三体相互作用参数满足一定条件时,非线性两能级体系的能级结构中出现了圈结构,研究得出了圈的宽度随两体和三体相互作用参数变化的关系,并由此分析圈结构的出现及其大小对BEC隧穿率的影响.  相似文献   

11.
We investigate the stability and collision dynamics of dissipative matter-wave solitons formed in a quasi-onedimensional Bose-Einstein condensate with linear gain and three-body recombination loss perturbed by a weak optical lattice.It is shown that the linear gain can modify the stability of the single dissipative soliton moving in the optical lattice.The collision dynamics of two individual dissipative matter-wave solitons explicitly depend on the linear gain parameter,and they display different dynamical behaviors in both the in-phase and out-of-phase interaction regimes.  相似文献   

12.
We investigate the stability and phase transition of localized modes in Bose–Einstein Condensates (BECs) in an optical lattice with the discrete nonlinear Schrödinger model by considering both two- and three-body interactions. We find that there are three types of localized modes, bright discrete breather (DB), discrete kink (DK), and multi-breather (MUB). Moreover, both two- and three-body on-site repulsive interactions can stabilize DB, while on-site attractive three-body interactions destabilize it. There is a critical value for the three-body interaction with which both DK and MUB become the most stable ones. We give analytically the energy thresholds for the destabilization of localized states and find that they are unstable (stable) when the total energy of the system is higher (lower) than the thresholds. The stability and dynamics characters of DB and MUB are general for extended lattice systems. Our result is useful for the blocking, filtering, and transfer of the norm in nonlinear lattices for BECs with both two- and three-body interactions.  相似文献   

13.
We study the dynamics of bright solitons formed in a Bose-Einstein condensate with attractive atomic interactions perturbed by a weak bichromatic optical lattice potential. The lattice depth is a biperiodic function of time with a zero mean, which realizes a flashing ratchet for matter-wave solitons. We find that the average velocity of a soliton and the soliton current induced by the ratchet depend on the number of atoms in the soliton. As a consequence, soliton transport can be induced through scattering of different solitons. In the regime when matter-wave solitons are narrow compared to the lattice period the dynamics is well described by the effective Hamiltonian theory.  相似文献   

14.
宋昌盛  黎菁  宗丰德 《中国物理 B》2012,21(2):20306-020306
An extended variation approach to describing the dynamic evolution of self-attractive Bose-Einstein condensates is developed. We consider bright matter-wave solitons in the presence of a parabolic magnetic potential and a time-space periodic optical lattice. The dynamics of condensates is shown to be well approximated by four coupled nonlinear differential equations. A noteworthy feature is that the extended variation approach gives a critical strength ratio to support multiple stable lattice sites for the condensate. We further examine the existence of the solitons and their stabilities at the multiple stable lattice sites. In this case, the analytical predictions of Bose-Einstein condensates variational dynamics are found to be in good agreement with numerical simulations. We then find a stable region for successful manipulating matter-wave solitons without collapse, which are dragged from an initial stationary to a prescribed position by a moving periodic optical lattice.  相似文献   

15.
We predict the existence of spatially localized nontrivial topological states of a Bose-Einstein condensate with repulsive atomic interactions confined by an optical lattice. These nonlinear localized states, matter-wave gap vortices, carry a vortexlike phase dislocation and exist in the gaps of the matter-wave band-gap spectrum due to the Bragg scattering. We discuss the structure, stability, and formation dynamics of the gap vortices in the case of two-dimensional optical lattices.  相似文献   

16.
We demonstrate the existence of higher-order solitons occurring at an interface separating two one-dimensional (1D) Bessel optical lattices with different orders or modulation depths in a defocusing medium. We show that, in contrast to homogeneous waveguides where higher-order solitons are always unstable, the Bessel lattices with an interface support branches of higher-order structures bifurcating from the corresponding linear modes. The profiles of solitons depend remarkably on the lattice parameters and the stability can be enhanced by increasing the lattice depth and selecting higher-order lattices. We also reveal that the interface model with defocusing saturable Kerr nonlinearity can support stable multi-peaked solitons. The uncovered phenomena may open a new way for soliton control and manipulation.  相似文献   

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