Floquet geometric squeezing in fast-rotating condensates
针对快速旋转 BEC 中回旋模式因 Landau 能级能隙而难以压缩的问题，提出周期性驱动各向异性势的 Floquet 态制备方案，实现单模与双模几何压缩。
2025-01-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Degree of simplicity of Floquet states of a periodically driven Bose-Hubbard dimer
本文通过简单度度量研究强周期驱动的玻色-哈伯德二聚体的Floquet态，验证平均场近似在混沌条件下的有效性，并发现足够大粒子数时形成宏观占据的Floquet凝聚体。
2025-09-07 quant-ph
Kilohertz-driven Bose-Einstein condensates in optical lattices
我们从理论和实验两方面分析了从振动光晶格中释放的稀玻色-爱因斯坦凝聚态所获得的飞行时间吸收图像。我们认为，弱相互作用，超冷量子气体在千赫兹驱动的光学势构成平衡系统的特点是一个稳态分布的Floquet态占领数。我们的实验结果一致表明，驱动超冷玻色气体往往占据一个单一的Floquet状态，就像它占据一个单一的能量本征态时，没有强迫。当驱动振幅足够高时，具有最低平均能量的Floquet状态不一定与连接到未驱动系统的基态的Floquet状态一致。我们观察到强烈驱动玻色气体在这种条件下凝聚成前一种状态，从而提供了非平凡的例子，修饰物质波。
2012-03-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Resonant ratcheting of a Bose-Einstein condensate
研究了周期势场中相互作用量子粒子在外加交流驱动作用下的整流过程。时空对称性的打破导致了在没有相互作用的情况下已经定向的运动。量子棘轮效应的一个标志是电流的共振增强（Europhys. Lett. 79（2007）10007和Phys.Rev.A75（2007）063424）。在这里，我们研究的命运，这些共振内的Gross-Pitaevskii方程描述了许多粒子之间的平均场相互作用。我们发现，共振是i）不被破坏的相互作用，ii）移动其位置与增加相互作用强度。我们跟踪的Floquet状态的线性方程组的非线性域，并表明共振引起的不稳定性，从而出现新的非线性Floquet状态，其传输特性不同强烈的情况下相比，非相互作用的粒子。
2007-10-06 quant-ph
Macroscopic self-trapping in the dynamical tunneling of a Bose-Einstein condensate
本文建立基于非线性 Floquet 态的双模模型，刻画玻色–爱因斯坦凝聚体在受调制非谐势中的动力学隧穿，推导临界非线性并给出实验初始化方案。
2024-09-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Pre-Floquet states facilitating coherent subharmonic response of periodically driven many-body systems
该研究通过周期驱动 Bose-Hubbard 二聚体与平均场不变管的半经典再量子化，提出前 Floquet 态机制，以解释并工程化多玻色子系统的长时间相干高阶次谐波响应。
2025-10-05 quant-ph
Generating a Fractal Butterfly Floquet Spectrum in a Class of Driven SU(2) Systems
首先由Wang和Gong [Phys. Rev. A { \bf 77}，031405（R）（2008）]提出的用于生成分形蝴蝶Floquet谱的方案被扩展到受驱动的SU（2）系统，诸如受驱动的双模玻色-爱因斯坦凝聚体。一类新的驱动系统没有链接与哈珀模型上下文显示有一个有趣的蝴蝶Floquet频谱。所发现的蝴蝶光谱显示出与已知的霍斯福特蝴蝶的显著偏差。此外，研究和强调了相同奇偶性的Floquet态之间以及不同奇偶性的Floquet态之间的能级交叉。这些结果对分形统计、量子混沌、隧穿相干破坏以及玻色-爱因斯坦凝聚体的平均场描述的有效性等方面的研究具有重要意义。
2009-06-12 cond-mat.other nlin.CD quant-ph
Solvable model of a generic driven mixture of trapped Bose-Einstein condensates and properties of a many-boson Floquet state at the limit of an infinite number of particles
本文提出了一个可解的玻色-爱因斯坦凝聚体的束缚混合物模型，该凝聚体由振幅力$f_{L,1}$驱动的质量为$m_1$的$N_1$相互作用玻色子和振幅力$f_{L,2}$驱动的质量为$m_2$的$N_2$相互作用玻色子组成.该模型将混合物的谐波相互作用模型推广到时间相关域。由此产生的多粒子地面Floquet波函数和准能量，以及随时间变化的密度和约化密度矩阵，明确规定和分析在多体和平均场理论水平的有限系统和无限数量的粒子的限制。我们证明了在无限多个粒子的极限下，每个粒子随时间变化的密度由它们各自的平均场量给出，并且被驱动混合物的随时间变化的约化单粒子和双粒子密度矩阵是$100\%$凝聚的.有趣的是，每个粒子的准能{ \it不}在这个极限与平均场值一致，除非两个玻色-爱因斯坦凝聚体的相对质心坐标不被驱动力$f_{L,1}$和$f_{L,2}$激活。作为应用，我们研究了相互作用玻色子杂质对玻色-爱因斯坦凝聚体的角动量印记及其涨落，以及由此产生的转动模式。尽管多体解和平均场解的角动量算符的每个粒子的期望值在无限多个粒子的极限处一致，但各自的涨落可以有很大的不同。分析了角动量算符在平移和助推作用下的变换性质以及粒子间的相互作用。简要讨论了影响。
2020-10-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Floquet-heating-induced Bose condensation in a scar-like mode of an open driven optical-lattice system
周期性驱动的量子系统通过共振激发而遭受加热。虽然这样的Floquet加热引导一般的孤立系朝向无限温度状态，但耦合到热浴的驱动开放系统将接近非平衡稳态。我们发现，浴诱导耗散和控制Floquet加热的相互作用，可以引起非平衡玻色凝结的模式保护Floquet加热。特别地，我们考虑了有限范围的光晶格中的一维（1D）玻色气体，其与由第二原子种类给出的三维热浴弱耦合。浴温度$T$远高于交叉温度，低于该温度，系统的大部分颗粒在基态形成（有限尺寸）玻色凝聚物。然而，当一个强大的本地电位调制被打开，这共振激发系统，非平衡玻色凝聚体形成的状态，从驱动器中的一个applies。我们的预测，这是基于一个微观模型，使用动力学方程的运动来自Floquet-Born-Markov理论，可以探测在现实的实验条件下。
2022-08-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Butterfly Floquet Spectrum in Driven SU(2) Systems
研究了一类受驱动SU（2）系统的Floquet谱，发现其具有多重分形性质。研究了具有相同宇称或不同宇称的Floquet态之间的能级交叉。这些结果与分形统计、量子混沌、隧穿相干破坏以及玻色-爱因斯坦凝聚体平均场描述的有效性等研究有关。
2009-06-12 cond-mat.other nlin.CD quant-ph
Floquet Scalar Dynamics in Global AdS
我们研究周期驱动的标量场和由此产生的几何与全球AdS渐近。这些解决方案描述了强耦合动力学的对偶有限大小的量子系统下的周期性驱动，我们解释为Floquet凝聚。他们跨越一个连续的两个参数的空间，扩展了AdS的线性化解决方案。我们在解空间中映射稳定区域。在不稳定子空间的很大一部分中，根据扰动的符号，到达两个非常不同的端点。塌缩成一个黑洞发生在一个星座。相反，对于相反的符号，可以获得具有周期调制的规则解。我们还构建了驱动频率和振幅连续变化的猝灭。准静态猝灭可以在纯AdS和源解之间插值，并具有时间周期性。通过适当地选择准静态路径，可以得到零驱动场下与Floquet凝聚对偶的玻色子星。我们表征的绝热淬火过程。此外，我们推测了这个框架与时间晶体的可能联系。
2018-05-02 cond-mat.other hep-th nlin.PS
Parametrically excited star-shaped patterns at the interface of binary Bose-Einstein condensates
利用平均场和Floquet分析方法研究了不互溶二元玻色-爱因斯坦凝聚体中的类法拉第波参数不稳定性。凝聚体在二维谐波阱中形成所谓的\textit{ball-shell}结构。为了触发动力学，核心凝聚物的散射长度在时间上被周期性地调制。我们发现，在动力学的接口变得不稳定的振荡模式的形成。该界面以亚谐方式振荡，表现出$m$折叠旋转对称性，其可以通过操纵调制的幅度和频率来控制。使用Floquet分析，我们能够预测所产生的混合物的界面张力，并推导出的新兴模式的固有频率的色散关系。由$^{87}$ Rb- $^{85}$ Rb原子组成的异质结系统可用于实验实现该现象，然而我们的结果与所采用的原子种类的具体情况以及施加驱动的参数无关。
2020-05-01 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Floquet topological phases in a spin-1/2 double kicked rotor
双被踢转子模型是对经典被踢转子模型在量子混沌研究中的物理可实现的扩展。甚至在Floquet拓扑相的概念变得广为人知之前，在双踢转子模型中Hofstadter蝴蝶谱的发现[J. Wang和J. Gong，Phys.Rev.A77，031405（2008）]已经表明了周期性驱动对非常规拓扑物质的产生的重要性。在这项工作中，我们探讨Floquet拓扑相位的双踢转子与额外的自旋1/2自由度。后者最近已经在量子踢动转子中通过将Rb 87凝聚体加载到周期性脉冲光晶格中进行了实验设计。在共振条件下，自旋为1/2的双受激转子由于内外自由度的相互作用而具有丰富的拓扑相。这些拓扑相的每一个都由一对缠绕数表征，它们的组合预测了系统中拓扑保护的0和π-准能边态的数量。任意大缠绕数的拓扑相位可以通过调整踢强度容易地找到。我们讨论了在反冲Rb 87凝聚体中实现该模型的实验方案，并建议通过测量动量空间中的平均手征位移来检测其拓扑不变量。
2018-03-07 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Bose-Einstein condensates in an atom-optomechanical system with effective global non-uniform interaction
考虑了一个由光学腔中的机械膜和腔外的原子玻色-爱因斯坦凝聚体组成的原子-光机混合系统。该凝聚体被限制在由一个腔镜反射的行进激光束形成的光晶格势中。我们导出了腔介导的有效原子-原子相互作用势，发现它是不均匀的，与位置有关的，并且不随原子间距离的增加而衰减。我们表明，这种有效的相互作用的存在下，打破了Z $_2$对称性的系统，并产生新的量子相位和相变。当长程相互作用占主导地位时，凝聚体打破平移对称性，变成一种新的自组织的格子状状态，随着远离腔的位置的粒子密度的增加。我们给出了体系的相图，并通过计算各相的激发光谱研究了各相的稳定性。该系统可以作为一个平台，探索各种自组织现象引起的远程相互作用。
2020-12-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Phase-space distributions of Bose-Einstein condensates in an optical lattice: Optimal shaping and reconstruction
我们应用量子最优控制来塑造一维光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的相空间分布。由时间依赖的调制的晶格位置，确定从最优控制理论，我们准备，在相空间中的每个晶格网站，平移和压缩高斯态，高斯态的叠加。通过极大似然状态层析成像来完成这些非平凡状态的完全重建。作为我们的方法在量子模拟中的实际应用，我们初始化了原子波函数的最佳Floquet态叠加，以增强动态隧穿信号。
2022-10-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Gauge potentials and vortices in the Fock space of a pair of periodically driven Bose-Einstein condensates
本文研究了周期性驱动双势阱中两物种玻色-爱因斯坦凝聚体的耦合动力学，利用 Floquet 分析推导出含人工规范场的有效哈密顿量，发现种内吸引相互作用达临界值时基态在 Fock 空间发生从高斯态到量子化涡旋态的转变。
2024-10-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Continuous time crystal from a spontaneous many-body Floquet state
Floquet驱动系统是研究非平衡现象的一个非常有趣的领域。例如，它们提供了离散时间晶体的实现，其中周期性哈密顿量的离散时间平移对称性被系统的次谐波响应自发地破坏。然而，在当前Floquet范例中需要持续存在外部周期性驱动。本文提出了自发多体Floquet态的概念。这是一种状态，在没有外部周期性驱动的情况下，自振荡就像存在周期性哈密顿量一样，这种行为是由多体相互作用自发诱导的。此外，它的量子涨落由正规Floquet理论描述。此外，它还是一种时间晶体，呈现长程时间周期有序性。然而，这种晶体行为与传统Floquet离散时间晶体的行为非常不同：在这里，没有外部周期性驱动，能量守恒，并且自发对称性破缺的性质是连续的而不是离散的。我们证明了自发的多体Floquet态可以出现在各种典型的多体问题中，从相互作用的费米子到玻色-哈伯德模型。我们特别表明，一个自发的多体Floquet状态是一个普遍的本征态的一维流动的原子凝聚体，亚音速和超音速，从动态相变和强大的外部扰动和量子涨落，也提出了现实的实验方案，其观察。自发的多体Floquet态不仅是连续时间晶体的实现，也是Floquet物理学的一个新范式。
2022-04-21 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Floquet Engineering of Haldane Chern Insulators and Chiral bosonic phase transitions
合成规范场的实现与周期驱动系统和Floquet理论的关系最近引起了人们的广泛关注。在光晶格和光子网络中的超冷原子系统中，这允许模拟物质的奇异相，例如量子霍尔相、反常量子霍尔相和拓扑绝缘体的类似物。在本文中，我们应用Floquet理论的工程各向异性Halflit模型的蜂窝晶格和两个腿的阶梯系统。我们发现，这些各向异性的Halfton模型仍然具有拓扑非平凡的能带结构与手征边缘模式（没有在一个单元格中的净单位通量的存在下），然后指的是量子反常霍尔效应。聚焦于晶格的s波段中的（相互作用）玻色子系统，我们展示了如何通过Floquet理论来设计均匀超流体和FFLO（Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov）态的BEC（玻色-爱因斯坦凝聚体）模拟物之间的量子相变，其中玻色子在非零波矢处凝聚。我们对石墨烯晶格上的量子相变进行了金兹伯格-朗道分析，并计算了手性电流和动量分布等观测量。精确的对角化计算结果的支持，并与各向同性的情况下。在Floquet理论的高频扩展的有效性也测试使用时间依赖的模拟模型的各种参数。最后，我们表明，各向异性选择的有效矢量势允许玻色化方法在等效梯形（带）的几何形状。
2016-08-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Floquet engineering of many-body states by the ponderomotive potential
本文将单粒子有质动力势推广到周期性驱动的量子多体系统，提出利用光诱导的有质动力势设计非平衡稳态，并展示了其在诱导激子凝聚、超导吸引相互作用及创造额外自由能极小值方面的应用。
2024-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Floquet engineering of optical nonlinearities: a quantum many-body approach
本文提出利用周期性脉冲序列驱动双模非线性光学器件，通过有效哈密顿量方法产生可调谐的光学非线性（如四波混频），实现相空间拓扑变化，并适用于驱动双阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体。
2022-03-15 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Spontaneous Formation of Star-Shaped Surface Patterns in a Driven Bose-Einstein Condensate
我们在实验上观察到在受驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体中自发形成星形表面图案。通过调制费什巴赫共振附近的散射长度，参数激发了具有$l$折叠对称性的二维星形图案，范围从四极（$l=2$）到七边形模式（$l=7$）。一个有效的Mathieu方程和Floquet分析利用，有关的不稳定性条件的表面模式的分散在一个被困的超流。通过确定这些模式的共振频率，我们精确地测量了集体激发的色散关系。在调制过程中，表面激励的振荡幅度呈指数增长。我们发现，只有$l=6$模式是不稳定的，由于其出射耦合的偶极子运动的云。我们的实验结果与平均场框架非常一致。我们的工作为产生更高能级的集体激发开辟了一条新的途径，并在探索量子流体的奇异性质和提供量子湍流的产生机制等方面有着重要的应用。
2021-07-23 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Suppressing Parametric Instabilities in Driven Bosonic Lattices through Multi-tone Control
University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Collège de France（法兰西公学院）；CNRS（法国国家科学研究中心）；ENS-Université PSL（巴黎文理研究大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；International Solvay Institutes（国际索尔维研究所）；Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）
本文提出多频驱动方案，通过奇次谐波脉冲驱动和双音驱动两种方法，在光晶格铯原子BEC中实现有效隧穿振幅和Peierls相位因子的独立控制，显著抑制声子激发和凝聚体衰变，为稳定驱动多体系统提供新工具。
2026-07-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Absence of heating in a uniform Fermi gas created by periodic driving
超冷原子气体为探索多体物理提供了有用的工具。这个实验工具箱最近增加的一个是Floquet工程，其中周期性调制的哈密顿量允许创建有效的潜力，否则不存在。然而，当受到外部调制时，一般的相互作用多体系统吸收能量，从而造成加热问题，可能会损害这种方法的有用性。对于具有有界局部能量的离散系统，先前已经观察到随驱动频率呈指数抑制的加热速率，使得系统在极长的持续时间内处于预热状态。但是对于连续空间中的系统，情况仍然不清楚。在这里，我们表明，Floquet工程可以采用强相互作用的简并费米气体保持在一个平坦的盒状电位，而不会引起过度加热的实验相关的时间尺度。该驱动消除了源自两种不同自旋状态的同时磁悬浮的自旋相关电势的影响。我们计算的加热速率，并获得与驱动频率的幂律抑制。为了进一步测试被驱动气体的多体行为，我们测量了在么正性下的对凝聚分数和跨BEC-BCS交叉的接触参数。在低驱动频率下，冷凝物分数被时间相关力减少，但在较高频率下，它恢复并达到比没有驱动时更高的值。我们的研究结果是有希望的外来多体相位的大块强相互作用费米气体与动态工程哈密顿的未来探索。
2022-01-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
The fate of the false vacuum: Finite temperature, entropy and topological phase in quantum simulations of the early universe
尽管是“大爆炸”和宇宙暴胀理论的核心，但量子场论对虚假真空隧穿的预测还没有得到验证。为了解决这个问题的指数复杂性，一个工程玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）形式的桌面量子模拟器已经被提出来给出量子场方程的动力学解。在本文中，我们给出了一个数值的可行性研究的BEC量子模拟器在现实的条件和温度下，近似截断维格纳（TW）相空间方法。我们报告了在这些模拟中观察到的假真空隧穿，以及具有不同拓扑性质的多个气泡“宇宙”的形成。隧穿使耦合玻色场的相对相位从亚稳态过渡到稳定的“真空”。我们包括有限的温度效应，将在实验室实验中发现，并在Floquet空间中的调制不稳定性的截止依赖进行分析。我们的数值相空间模型不使用薄壁近似，这是不适用于宇宙学有趣的模型。它有望在动力学过程中给出正确的量子处理，包括叠加和纠缠。通过分析一种称为拓扑相熵（TPE）的非局域观测值，我们的模拟提供了关于真实真空中相结构的信息。我们观察到一个合作的效果，其中真正的真空泡代表不同的宇宙，每个有一个或两个不同的拓扑结构。TPE最初随时间增加，在多重宇宙形成时达到峰值，然后随时间减少到相序真空状态。这给出了一个宇宙形成的模型，其中有两个不同的阶段，这是粒子-反粒子不对称问题的一个可能的解决方案。
2020-10-16 gr-qc hep-th quant-ph
