驱动凝聚体中的模式形成

均匀介质中自发形成的模式是经典流体动力学不稳定性中已被深入理解的范例之一,这自然引发了关于其在量子流体中表现的思考。原子气体的玻色-爱因斯坦凝聚态(BECs)已成为研究多体量子现象(如超流性)的理想平台,同时为将经典流体动力学认知拓展至量子系统提供了契机。本综述介绍了在外界驱动下原子气体量子流体中模式形成的一系列实验研究,包括一维和二维法拉第波、表面波纹图案以及超流体混合物中的逆流不稳定性。该量子系统中的模式形成可通过参量放大过程来理解——类似于经典系统,不稳定动力学模式会呈指数级放大。值得注意的是,约束型BECs表面激发的控制方程在数学上可与浅水波方程等价,这揭示了经典与量子领域流体动力学不稳定性的普适描述。然而作为超流体,这些凝聚态还具有量子化涡旋和独特耗散通道等基本量子特性。这些独有特性展现了强调制下的多体碎裂现象和非线性区域中的涡旋生成,可能为量子湍流研究开辟新途径。此外,受驱凝聚态中长程相位相干性与密度调制的共存,可能带来诸如非平衡状态下类超固态声模等尚未被探索的新特征。
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提交arXiv: 2026-01-09 06:49

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