Onset of a modulational instability in trapped dipolar Bose-Einstein condensates
本文研究了有限尺寸镝偶极玻色-爱因斯坦凝聚体在圆柱形谐振子阱中的相图。我们监测的最终状态后，散射长度降低从排斥BEC制度的量子液滴制度。或者获得BEC和量子液滴之间的绝热变换，或者在临界阱纵横比$λ_{\rm c}=1.87(14)$以上，调制不稳定性导致形成多个液滴。这与相图的预测结构完全一致，其中交叉区域低于$λ_{\rm c}$，多稳态区域高于。我们的研究结果提供了连接以前探索的制度，导致一个或多个偶极量子液滴丢失的一块。
2018-01-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Roton confinement in trapped dipolar Bose-Einstein condensates
Roton激发构成偶极气体的一个关键特征，将这些气体与超流氦联系起来。我们发现，在一个空间的旋子限制，特别是在煎饼偶极凝聚体具有大的纵横比的密度依赖的最小结果。我们发现，在动力学中，旋子约束起着至关重要的作用后，旋子不稳定，逮捕的不稳定性可能会产生一个被困的旋子气体显示的约束密度调制。我们讨论了对密度扰动的局部敏感性，我们说明的情况下的旋涡。Roton约束有望在实验中发挥关键作用。
2013-07-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Two dipolar atoms in a harmonic trap
研究了无磁场条件下两个全同偶极原子在简谐势阱中的运动。利用角动量代数得到了半解析解，证明了原子间的自旋-自旋相互作用耦合到轨道角动量，产生类似于Einstein-de Haas效应的结果。我们展示了一种可能性，我们的系统从s波到d波的相对运动。有效的自旋-轨道耦合发生在能级的反交叉处。
2016-01-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Electric-field-controlled cold dipolar collisions between trapped CH$_3$F molecules
达到高密度是多原子分子冷碰撞实验的关键一步。我们使用冷冻离心机加载多达2个$\times10^7$ CH $_3$ F分子到盒状电阱中，在约350 mK的温度下实现高达10 $^7$/cm $^3$的密度，其中弹性偶极横截面超过7 $\times$ 10 $^{-12}$ cm $^2$。我们测量的非弹性速率常数低于4 $\times$-10 $^{-8}$ cm $^3$/s和控制这些通过调整一个均匀的电场，覆盖了大部分的陷阱体积。与从头计算的比较，偶极弛豫得到了很好的协议。我们的技术和发现是通用的，并立即为其他冷分子碰撞实验相关。
2022-04-26 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Supersolidity in Two-Dimensional Trapped Dipolar Droplet Arrays
本文从理论上研究了扁偶极玻色-爱因斯坦凝聚体从超流到液滴结晶转变的基态和元激发谱。我们系统地确定制度，自发旋转对称性破缺导致出现的超固相与特征集体激发，如希格斯振幅模式。此外，我们研究了整个过渡的动力学，并展示了如何在最先进的实验中使用标准协议实现这些超固体。
2021-03-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Trapping ultracold dysprosium: a highly magnetic gas for dipolar physics
超冷镝气体的磁矩是碱金属原子的10倍，磁性最强的原子仅与铽相当，预计它将表现出许多迷人的碰撞动力学和量子偶极相，包括量子液晶物理。我们报告的第一个激光冷却和捕获的5亿Dy原子使用无再泵浦的磁光阱（MOT）和连续加载的磁约束，我们的特点的陷阱回收动力学玻色子和费米子同位素。在具有浸没开放电子f壳层的系统中进行了少数分波（100 uK至1 mK）范围内的第一次非弹性碰撞测量。此外，我们观察到不寻常的条纹内MOT <10 uK亚多普勒冷却原子。
2009-12-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Enhancing dipolar interactions between molecules using state-dependent optical tweezer traps
我们展示了如何状态相关的光学势可以用来捕获一对分子在不同的内部状态在一个分离远小于波长的捕获光。这种紧密的间距大大增强了偶极-偶极相互作用，我们展示了它如何用于实现分子之间的双量子比特门，比现有协议快100倍，比已经证明的旋转相干时间快。我们分析了由于超精细结构，张量光位移，光子散射和碰撞损失的并发症，并得出结论，没有一个是实施该计划的障碍。
2021-02-04 physics.atom-ph
Effect of trap imperfections on the density of a quasi-two-dimensional uniform dipolar quantum Bose gas
本文通过一阶微扰理论研究了平坦势的弱静态扰动对准二维偶极玻色气体密度的影响，分别分析了余弦型扰动和静态白噪声谱扰动，揭示了光学晶格及光学像差对均匀光学偶极陷阱中气体密度的影响。
2024-10-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ground states of dipolar spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates in a toroidal trap
本文研究了环形阱中偶极自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构。讨论了偶极-偶极相互作用（DDI）和自旋-轨道耦合（SOC）对系统基态的综合影响。作为SOC和DDI强度的函数，得到基态相图。作为两个新的自由度，DDI和SOC可以用来获得所需的基态相位和控制不同基态之间的相变。特别地，该系统显示出奇异的拓扑结构和自旋织构，如半量子涡旋、涡旋弦、涡旋项链、包含巨涡旋和隐藏反涡旋链的复杂涡旋晶格、不同的skyrmion、meron（half-skyrmion）-antieron（half-antiskyrmion）项链以及复合meron-antieron晶格.
2019-11-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Excitation spectrum of a trapped dipolar supersolid and its experimental evidence
研究了三维各向异性势阱中偶极玻色气体在超流-超固相变过程中的元激发谱。理论上，我们表明，当进入超固相，两个不同的激发分支出现，分别与占主导地位的晶体和超流激发。这些结果证实了无限系统的预测，表明有限尺寸效应只起很小的定性作用，并将两个分支与晶体和超流秩序的同时发生联系起来。在实验上，我们通过相图探测了Er量子气体中的压缩激发。而在玻色-爱因斯坦凝聚体制度的系统表现出一个普通的四极振荡，在超固体制度，我们观察到一个惊人的双频响应的系统，有关的两个自发破缺的对称性。
2019-08-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Different atom trapping geometries with time averaged adiabatic potentials
本文从理论上研究了时间平均绝热势（TAAP）方案实现不同的原子囚禁几何。它示出，通过改变时间轨道电位（TOP）字段和射频（RF）字段参数，控制操纵的捕获电位，并从一个捕获几何形状转换到另一个，是可能的。所提出的囚禁几何可用于研究各种原子光学现象，如低维的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）、超流、隧道效应、原子干涉等。
2021-04-19 physics.atom-ph
A Strongly Dipolar Bose-Einstein Condensate of Dysprosium
我们报道了磁性最强的镝原子的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）。Dy BEC是第一个开放的f-壳层镧系（稀土）元素，并通过强迫蒸发在一个不寻常的，蓝失谐和自旋极化的窄线磁光阱加载的交叉光偶极子陷阱。在T = 30 nK以下，1.5x10^4个164 Dy原子形成了几乎纯的凝聚体。我们观察到，稳定的BEC形成取决于小极化磁场与扁圆陷阱轴的相对角度，这是仅在强偶极区域中预期的捕获凝聚物的属性。迄今为止，该状态仅在Cr BEC中通过在高磁场下获得的费什巴赫共振可获得。
2011-09-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Programmable trap geometries with superconducting atom chips
我们利用超导薄膜在超导态的滞回特性来产生不同的超冷原子陷阱和灵活的磁势。陷阱的几何形状可以通过外部施加的场来编程。这种新的原子光学方法是通过在单个微结构上实现三种不同的陷阱类型来证明的：Z型陷阱，双陷阱和无偏场陷阱。我们的研究表明，超导体的超导态为原子光学和超冷量子气体的应用提供了一个新的多功能平台。
2010-03-29 physics.atom-ph
Manipulating the Dipolar Interactions and Cooperative Effects in Confined Geometries
本文研究受限纳米结构中热蒸气的原子间相互作用，发现其偏离连续电动力学模型，并证明通过控制单原子饱和、多原子相互作用及原子云几何形状，可操控原子系综的光学非线性，为量子应用提供可扩展的混合平台。
2024-01-16 physics.atom-ph quant-ph
The effects of trap-confinement and interatomic interactions on Josephson effects and macroscopic quantum self-trapping for a Bose-Einstein Condensate
研究了束缚在z轴对称双阱势和y、x轴二维简谐势阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的约瑟夫森振荡（JO）和宏观量子自陷（MQST），研究了束缚势和原子间相互作用对BEC振荡的影响.我们考虑三种类型的模型相互作用势：接触，长程偶极和有限程势。我们的研究结果表明，通过改变轴向和径向陷阱大小之间的纵横比，可以诱导从JO过渡到MQST接触相互作用与一个小的散射长度。对于长程偶极原子间相互作用，我们分析了从拉比约瑟夫森政权和约瑟夫森MQST政权通过改变一个特定的偶极取向的陷阱的纵横比的过渡。对于有限程相互作用，我们研究了相对较大的散射长度和有效距离对JO和MQST的影响。我们表明，JO和MQST是可能的，即使散射长度是相对较大的，特别是附近的一个狭窄的费什巴赫共振由于有限范围的影响。
2019-03-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Persistent superfluid flow arising from the He-McKellar-Wilkens effect in molecular dipolar condensates
我们表明，He-McKellar-Wilkens效应可以诱导一个持续的流动中的玻色-爱因斯坦凝聚体的极性分子被限制在一个环形陷阱，通过电偶极矩介导的偶极相互作用。对于具有磁偶极矩的原子的玻色-爱因斯坦凝聚体，我们表明，虽然理论上可以通过Aharonov-Casher效应诱导持续流动，但所需的电场强度是禁止的。我们还概述了一个实验的几何形状，专门用于观察的He-McKellar-Wilkens效应在toroidally-trapped冷凝。
2016-06-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Effect of impurities on the transition temperature of a dilute dipolar tapped Bose gase
利用双流体模型研究了杂质对偶极囚禁玻色气体相变温度的影响。通过对系统相互作用修正谱中杂质的高斯空间相关性处理，导出了转变温度漂移的计算公式。转变温度的变化主要由接触、偶极-偶极和杂质相互作用三个因素引起。应用我们的结果偶极玻色气体表明，由于杂质的转变温度的移动可以测量各向同性陷阱（偶极-偶极贡献为零）和费什巴赫共振技术（接触电位的贡献可以忽略不计）。
2014-12-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Geometries and fabrication methods for 3D printing ion traps
用于量子信息处理的大多数微制造离子阱是2D“表面电极”类型或3D“晶片”类型。表面电极陷阱极大地简化了制造过程，并有望通过标准的半导体工业制造技术实现捕获离子量子计算机的规模化。然而，与3D几何形状相比，它们的几何形状限制它们具有低得多的捕获效率、深度和谐波。相反，3D几何形状提供了优越的陷阱性能，但制造更复杂，限制了规模的潜力。我们描述了新的“沟槽”的几何形状，存在于这两个范例之间的设计空间。它们仍然允许简单的平面电极层，但具有更有利的捕获特性。我们建议这样的陷阱可以在2D晶片上3D打印，其中已经集成了微加工组件，从而保留了表面电极陷阱的所有集成技术和缩放优势。作为原理的证明，我们使用双光子直接激光写入光刻来印刷具有所提出的几何形状的所需电极结构。
2022-05-31 physics.atom-ph quant-ph
Extending rotational coherence of interacting polar molecules in a spin-decoupled magic trap
在极性分子中转动态的叠加诱导了强的长程偶极相互作用。在这里，我们扩展了近一个数量级的旋转相干性的8.7（6）毫秒在极性$^{23}$ Na $^{40}$ K分子的稀释气体中的光阱。我们展示了自旋解耦的魔术陷阱，它取消了一阶和减少二阶微分光位移。后者是通过一个直流电场来实现的，该直流电场使核自旋、旋转和俘获光场相互作用。我们观察到密度依赖的相干时间，这可以解释为偶极相互作用在散装气体。
2018-12-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Optimal electrode geometries for 2-dimensional ion arrays with bi-layer ion traps
我们调查电极的几何形状需要产生周期性的2维离子阱阵列与放置在两个平面之间的电极的离子。我们提出了一个概括的陷阱包含一个单一的电极平面到这个新的几何形状，并表明，对于一个给定的离子电极距离和施加的电压，离子间的距离可以减少到3个相对于单平面陷阱的一个因素。这表示阱密度增加了9倍，相邻离子的振荡运动之间的交换耦合增加了27倍。所得的陷阱也是相当深的双层结构比单面陷阱。这些结果为量子模拟提供了一条有效的途径。我们还讨论了制造此类陷阱的问题。
2014-11-04 physics.atom-ph quant-ph
Multipole Electrodynamic Ion Trap Geometries for Microparticle Confinement under Standard Ambient Temperature and Pressure Conditions
微粒和气溶胶的捕获是物理学和化学的重要研究课题。我们报告的微粒捕获多极线性保罗陷阱的几何形状，在标准环境温度和压力（SATP）条件下操作。设计并测试了8电极和12电极线性阱的几何结构，目的是实现对大量粒子的捕获，并研究电动场中微粒的动力学稳定性。我们报告出现的平面和体积有序结构的微粒，这取决于交流。捕获频率和粒子比荷比。使用电解槽法绘制阱内的电势。粒子动力学模拟使用随机朗之万方程。我们强调扩展区域的稳定捕获相对于四极陷阱，以及实验和数值模拟之间的良好协议。
2016-03-14 astro-ph.IM physics.atm-clus physics.atom-ph
Linear Response of a Periodically Driven Thermal Dipolar Gas
研究了柱对称简谐势阱中$^{164}$ Dy原子的超冷非简并偶极气体的非平衡动力学。要做到这一点，我们调查的正常模式和线性响应的气体驱动时，通过周期性调制的陷阱轴向频率。我们发现，由于原子的微分截面的各向异性，气体的共振响应强烈地依赖于偶极排列轴。我们采用的平均值的方法，以及数值蒙特卡罗方法进行分析。一个惊人的结果是，某些正常模式，称为“熔化模式”，在各向异性的平衡配置，放松平衡没有振荡。
2020-06-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
