一维玻色气体中有限程杂质的解析研究

一维玻色气体为研究玻色极化子的物理行为提供了独特平台,由于维度降低效应,密度涨落在此体系中发挥着更显著的作用。该体系的现有理论描述主要采用接触型赝势来模拟杂质-浴相互作用,但这种方法在强耦合极限下会产生非物理结果。该研究团队通过解析求解Gross-Pitaevskii方程,采用方势阱模型替代零程势,获得了静态杂质基态波函数的精确解,并计算了由无限缓慢杂质运动引起的微扰修正。研究结果表明:在强耦合区域,极化子能量和有效质量均保持有限值,与接触势模型得出的发散行为形成鲜明对比。此外,研究人员建立了该极限条件下的普适性描述,其特征由无量纲比值w̃≡w/ξ决定(其中w表示杂质-浴势的作用范围,ξ代表玻色气体的相干长度)。研究发现有效质量遵循1/w̃标度律,吸引型极化子能量呈现-1/w̃³的标度关系,而排斥型极化子则在w̃³量级上对暗孤子能量展现出次级修正效应。

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