旋转的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体基态数值模拟

静态相耦合的Gross-Pitaevskii方程组的解描述了双原子的玻色爱因斯坦凝聚体在极低温度下的基态现象。我们提出一种十分有效的数值方法——梯度法来求解此基态解。我们提出的梯度法在数值上既保持总模量守恒又能使总能量递减;我们严格地证明我们提出的梯度法是一种获得能量函数在给定限制性条件下的最小值(也即基态解)的十分有效的方法。我们通过大量的例子来显示该方法的优点并且应用该方法去研究处于旋转状态下的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体在极低温度下所呈现的复杂涡旋现象。

极冷:新的物质量子态是如何出现的

在20世纪的最后二十年里,原子物理学家多次打破宇宙中最冷温度的记录。到了1990年,物理学家已经能够将数以千万计的原子冷却到比绝对零度高几十μK的温度。然而,当时他们还想让温度进一步下降一千倍,这将引入一个新的物理学领域,即量子简并。在这种条件下,低温和高密度迫使原子进入两种奇异的物质状态之一:玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)或者简并费米气体(DFG)。