带磁单极的Haldane球面上玻色-爱因斯坦凝聚体的指数定理与涡旋动力学
几何-规范相互作用是量子物理学中的基本问题,对从量子引力到拓扑物质的研究具有深远影响。该研究团队通过在具有磁单极子的哈尔丹球面上研究玻色-爱因斯坦凝聚体(BECs)中的几何-规范动态效应,揭示了一个将BEC涡旋与规范场拓扑结构相关联的指数定理,从而实现了涡旋-单极子复合体的构建。进一步推导出复合体间具有普适性的对数相互作用规律,该规律决定了基态涡旋晶格的结构特征。研究人员建立的动力学理论预言了标度不变的涡旋动力学行为及涌现的对偶性,这些预测均通过数值模拟得到验证。该工作首次揭示了空间几何与规范场之间的动态耦合机制,为理解弯曲空间中具有拓扑规范结构的超流体系统提供了深刻洞见。
