Half-Quantum Vortices in an Antiferromagnetic Spinor Bose-Einstein Condensate

양자 소용돌이(quantum vortex)는 초유체의 근본적인 들뜸상태들 중 하나로서 초유체 동력학에서 중요한 역할을 담당한다. 게이지 대칭성이 깨진 일반적인 초유체에서 양자 소용돌이는 양자화된 순환(circulation)만을 갖는다. 그러나 질서 매개변수가 스핀 자유도를 포함하는 스피너 초유체의 경우, 스핀-게이지 대칭의 얽힘으로 반양자수의 순환을 갖는 양자 소용돌이가 존재하게 된다. 양자기체연구실 연구진은 자화 이미징 기술을 활용하여 중성 원자로 이루어진 반강자성 스피너 응집체 내에서 단위 순환을 갖는 양자 소용돌이가 두 개의 반양자수 양자 소용돌이(half-quantum vortex)로 분해됨을 관측하였고, 이를 통해 HQV의 존재와 이의 동적 안정성에 대한 실험증거를 처음으로 제시하였다.

참여연구원: 서상원, 강세지, 권우진, 신용일.