RESEARCHARTICLE

YixinYang,PengGao,Li-ChenZhao,andZhan-YingYang*,Kink-likebreathersinBose–Einsteincondensateswithhelicoidalspin–orbitcoupling,FrontiersofPhysics17(3),()

呼吸子是一类重要的非线性波，在调制不稳定性、Fermi-Pasta-Ulam循环等问题的研究中至关重要，广泛存在于各种物理系统，如水波、等离子体以及高度可控的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中。碱原子形成的BEC的实验操控性极强，是研究非线性物理的一个理想平台。自旋轨道耦合效应把电荷自由度引入了电中性的BEC，对自旋霍尔效应、拓扑绝缘体的研究具有重要意义。作者报道了具有螺旋状自旋-轨道耦合作用（SOC）BEC中的kink型呼吸子，并给出了严格解析解。这种呼吸子两侧的背景密度有明显差异（即kink幅度），而常见的呼吸子大多位于零背景或平面波背景上。他们发现，当呼吸子的背景波数与SOC的强度和周期满足特定约束条件时，kink型呼吸子才能出现。螺旋SOC的强度与周期强烈地影响着这种kink型呼吸子的结构特性。Kink的幅度受到SOC的控制，同时每个组分的呼吸子粒子数也随着时间而周期性震荡。并且粒子数振荡的幅度和周期同样受到螺旋SOC的强度和周期控制，而总粒子数守恒。数值模拟表明，这种kink型呼吸子可以稳定地传输三个周期以上，具有一定的鲁棒性。寻找新结构新特性的非线性波一直是非线性研究中的重要问题，本文的结果增进了BEC中呼吸子形成机制的认识，并丰富了非线性波的种类。

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