均匀自旋超流体中具有呼吸向列核心的振荡环形铁磁暗孤子
该研究团队探究了均匀准二维(2D)铁磁自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中环形铁磁暗孤子(FDSs)的动力学行为。与均匀系统中常见的环形暗孤子扩张动力学不同,环形铁磁暗孤子的半径呈现出自持振荡现象,并伴随着磁化消失的环形核心处向列张量的呼吸运动。当环形半径远大于暗孤子宽度时,其运动近乎弹性,研究人员推导出了可得出精确解的环形半径运动方程(EOM)。该方程可转化为类似于经典流体中控制球形气泡动力学的无粘性Rayleigh-Plesset方程的形式,但含有反常项。在环形暗孤子核心处,向列张量运动由单一参数表征,该参数将两类铁磁暗孤子单调关联。在流体动力学区域之外,密度波与自旋波的辐射效应变得显著,导致能量耗散并使环形暗孤子的半径振荡衰减;当低于阈值时,会发生坍缩并最终导致环形暗孤子湮灭。在二次塞曼能量为零的极限情况下,环形半径与向列张量本征值趋于稳定,而由环形曲率驱动的向列张量分量振荡仍持续存在于核心区域。分析预测与数值模拟结果展现出高度一致性。
