三重态玻色-爱因斯坦凝聚体中的旋转触发开尔文-亥姆霍兹与逆超流不稳定性
多组分超流体中的界面流体动力学不稳定性为探索超越经典流体类比的非平衡量子动力学提供了多功能平台。该研究团队研究了谐波势阱约束下准二维三组分玻色-爱因斯坦凝聚体中的动态界面不稳定性,通过选择性旋转中间组分在双界面处产生可控相对运动。这种选择性旋转方案实现了内外边界剪切流与反向流的独立调控,可直接控制不稳定性机制的性质和强度。研究考察了三种状态:强不混溶极限下的开尔文-亥姆霍兹不稳定性、部分混溶区间的反向超流不稳定性,以及两种不稳定机制共存的参数窗口。采用流体动力学压力平衡方法推导了开尔文-亥姆霍兹不稳定性的起始条件,并通过含时格罗斯-皮塔耶夫斯基方程模拟获得非线性演化过程。基于博戈留波夫-德热纳分析识别了系统动力学演化过程中激发的主要不稳定模式,集体激发的共谋特征及其空间结构与动力学过程中观测到的密度调制现象相吻合。研究结果表明,三组分凝聚体中双界面的存在和可调谐的组分间相互作用,相较于二元混合物改变了不稳定性机制,为研究多组分量子流体动力学提供了可控参数体系。
量科快讯
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