Vortices in a Bose-Einstein Condensate

Abstract

We have created vortices in two-component Bose-Einstein condensates. The vortex state was created through a coherent process involving the spatial and temporal control of interconversion between the two components. Using an interference technique, we map the phase of the vortex state to confirm that it possesses angular momentum. We can create vortices in either of the two components and have observed differences in the dynamics and stability.

Dissociation dynamics of singly charged vortices into half-quantum vortex pairs

“…Q uantized vortices are topological excitations occurring in a variety of quantum systems, such as Bose-Einstein condensates 1,2 , superfluids 3 and superconductors 4,5 . Understanding such excitations is therefore fundamental to the study of quantum phases and quantum phase transitions.…”

Бозе-Конденсат Ультрахолодных Атомов В Ловушках: Бозе - Бозе- И Бозе - Ферми-Смеси

“…Мы все время будем иметь в виду эксперимент, описанный в работах [12], [13], где изучалось поведение смеси конденсатов, состоя-щей из атомов 87 Rb в спиновых состояниях |F = 1, m f = −1⟩ и |2, 1⟩ (состояния 1 и 2, соответственно). В этом случае длины рассеяния соотносятся следующим образом: a 11 : a 12 : a 22 = 1.03 : 1 : 0.97 со средним из них, равным 55(3)Å. Эксперименталь-ное значение λ для цилиндрически-симметричного относительно оси z потенциала ловушки имеет порядок √ 8 (λ = ω zi /ω i ).…”

“…Расчет, проведенный по формулам (16), (17), (21)- (24) для данных, соответству-ющих упомянутому эксперименту с двумя состояниями атомов рубидия [12], [13], показал, что энергия E a всегда ниже энергии E b . Это находится в соответствии с качественными представлениями и экспериментальными наблюдениями, из которых следует, что энергетически предпочтительнее для атомов с большей длиной рассе-яния образовывать оболочку низкой плотности вокруг атомов с меньшей длиной рассеяния [12], [16].…”

“…В сверхтекучем гелии 4 вихри могут быть созданы посред-ством охлаждения вращающегося контейнера с гелием ниже температуры перехода. В случае ультрахолодных атомов в ловушке вихри впервые были экспериментально созданы в фазово-разделенной смеси бозе-конденсатов атомов 87 Rb [13] посредством лазерного возбуждения вращения внешнего конденсата (см. также работу [18]).…”

“…типа 2 проскакивает к центру ловушки. Это находится в согласии с эксперимен-том [13]. [12] экспериментально было обнаружено еще одно интересное яв-ление.…”