用于计算旋转自旋-轨道耦合自旋-2玻色-爱因斯坦凝聚体动力学的高效紧凑分裂傅里叶谱方法
该论文研究了具有旋转和自旋轨道耦合(SOC)的自旋-2玻色-爱因斯坦凝聚体(BECs)的动力学。为了更好地模拟动力学行为,研究人员提出了一种高效的高阶紧致分裂傅里叶谱方法。该方法将哈密顿量分裂为线性部分(包含拉普拉斯算子、旋转项和SOC项)和非线性部分(包含所有剩余项)。波函数通过傅里叶谱方法获得良好近似,并采用离散快速傅里叶变换(FFT)进行数值求解。 对于线性子问题,旋转项和SOC项的处理构成主要挑战。基于旋转的函数映射使得该团队能够精确且显式地积分线性子问题。所提出的映射不仅消除了旋转项,还防止SOC项演化为时间依赖形式。非线性子问题则在物理空间中通过解析方法积分。这种“紧致”分裂仅涉及两个算子,便于设计高阶分裂格式。 该方法具有空间谱精度和时序高阶特性,具备高效、显式、无条件稳定及易于实现的优势。此外,该工作推导了若干动力学性质,并开展了系统性研究,包括精度与效率测试、动力学特性验证、SOC效应以及涡旋晶格动力学分析。

