极速旋转的二维玻色-爱因斯坦凝聚基态涡旋结构OA

利用多重网格预条件共轭梯度法,数值研究了囚禁在谐振加四次势阱中二维玻色-爱因斯坦凝聚体基态中的涡旋结构.结果表明,随着旋转频率的增加,凝聚体中心形成空洞,凝聚体呈环状分布,其环状分布范围不断扩大而环形宽度不断减小.凝聚体中涡旋数量先显著增加,而后减少,之后再增加.凝聚体基态中的涡旋结构从四层环形结构演变为单环结构,原因是极速旋转引起的离心作用和外部势阱的强约束作用.随着原子间相互作用强度的增加,环状分布宽度增大,中心空洞缩小直至完全闭合,涡旋结构从四层嵌套增加至六层嵌套,涡旋数量先急剧增加后基本维持稳定.原因是原子间相互作用强度的增加有效抵消了高速旋转产生的离心作用,导致中心空洞缩小并最终闭合,也导致涡旋的形成和消失变得困难,凝聚体内涡旋数量趋于稳定.