論文の概要: Controlled generation of 3D vortices in driven atomic Josephson junctions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.05645v1
• Date: Fri, 07 Nov 2025 19:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-11 21:18:44.518988
• Title: Controlled generation of 3D vortices in driven atomic Josephson junctions
• Title（参考訳）: 原子ジョセフソン接合における3次元渦の生成制御
• Authors: Vijay Pal Singh, Ludwig Mathey, Herwig Ott, Luigi Amico,
• Abstract要約: 量子流体中における3次元孤立波のクリーンでチューニング可能な源として、AC駆動の原子ジョセフソン接合を提案する。 接合障壁の高さによっては、放出される励起は低速での渦輪や、音速付近の非渦性希土類化パルスとして現れる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.29165586612027233
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose an ac-driven atomic Josephson junction as a clean and tunable source of three dimensional (3D) solitary waves in quantum fluids. Depending on the height of the junction barrier, the emitted excitations appear as vortex rings at low velocity or vorticity-free rarefaction pulses near the sound velocity, thus spanning the complete Jones-Roberts family of solitons. The Shapiro-step phenomenon renders the emission deterministic: on the first, second, third Shapiro steps, the junction ejects one, two, and three solitary excitations per drive cycle. This enables controlled generation of single- and multi-excitation configurations, allowing detailed studies of the full crossover between vortex rings and rarefaction pulses and their interaction dynamics. In particular, deterministic multi-ring emission provides insights into leapfrogging dynamics of two and three coaxial rings and their decay via boundary-assisted, sound-mediated processes. This ac-driven protocol establishes a compact and reproducible platform for generating, classifying, and controlling 3D solitonic excitations, paving the way for precision studies of nonlinear vortex dynamics, dissipation, and quantum turbulence in trapped superfluids.
• Abstract（参考訳）: 量子流体中における3次元孤立波のクリーンでチューニング可能な源として、AC駆動の原子ジョセフソン接合を提案する。 接合障壁の高さによっては、放出される励起は低速での渦輪や、音速付近で渦のない希薄化パルスとして現れるため、完全なジョーンズ・ロバーツ系ソリトンにまたがる。 第1、第2、第3のシャピロステップでは、ジャンクションはドライブサイクルごとに1つ、2つ、3つの孤立励起を放出する。 これにより、単励起および多励起構成の制御が可能となり、渦輪とレアファクテーションパルスの完全な交叉と相互作用ダイナミクスの詳細な研究が可能になる。 特に、決定論的多環放出は、2つの同軸環と3つの同軸環の跳躍ダイナミクスの洞察を与え、それらの崩壊は境界支援された音による過程を通じて起こる。 このac駆動型プロトコルは、3Dソリトニック励起の生成、分類、制御のためのコンパクトで再現可能なプラットフォームを確立し、閉じ込められた超流体中の非線形渦力学、散逸、量子乱流の精密な研究の道を開く。

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