旋量玻色-爱因斯坦凝聚中的拓扑缺陷

项目名称： 旋量玻色-爱因斯坦凝聚中的拓扑缺陷

项目编号： No.11374036

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 杨师杰

作者单位： 北京师范大学

项目金额： 76万元

中文摘要： 本项目研究旋量玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)中的拓扑缺陷及其动力学性质。旋量凝聚体由于其内部自由度，因而具有丰富的拓扑结构。我们发展了一种解析方法，可以获得旋量BEC所满足的耦合非线性方程组的精确定态解，将这种解析方法从一维推广到二维和三维系统，得到一系列具有奇异拓扑结构的量子态，比如分数涡旋、skyrmion晶格、纽结等，加深了对这些拓扑缺陷的理解。我们计划将这一方法应用到自旋F>1的复杂旋量系统，并且进一步考虑自旋-轨道耦合的效应，探索诸如单极子、三维Skyrmion、以及其它复杂的纽结结构。我们的方法具有普适性，可以应用于其它的耦合非线性系统，比如量子场论中的非线性克莱因-戈登方程，得到时空Skyrmion孤子。我们还将采用数值方法模拟研究这些拓扑缺陷的稳定性和动力学特性，其中特别关注分数（非阿贝耳）涡旋的动力学性质。

中文关键词： 旋量凝聚体；自旋-轨道耦合；拓扑；相图；量子操控

英文摘要： This project studies the topological defects and dynamical properties of the spinor Bose-Einstein condensates (BECs). Spinor BECs can host rich topological structures due to their internal degree of freedom. We have developed a method to obtain the exact

英文关键词： spinor condensate；spin-orbit coupling；topology；phase diagram；quantum manipulation