Quantum distillation and confinement of vacancies in a doublon sea
超冷原子气体彻底改变了量子多体系统非平衡动力学的研究。许多违反直觉的非平衡效应已经被观察到，如抑制热化在一维（1D）气体，排斥性的自结合二聚体的形成，以及相同的行为吸引和排斥的相互作用。在这里，我们观察到一束超冷一维玻色气体在平底光晶格势中的膨胀。通过结合原位测量与光缔合，我们遵循的空间动态的单，双，和三重占据晶格网站。该系统通过溶解一些doublons和triplons来释放相互作用能。一些单粒子从双光子中心量子蒸馏出来，而另一些单粒子则保持受限。我们的Gutzwiller平均场模型以物理上清晰的方式捕获了这些实验特征。这些实验可能被用来研究粒子损失系统的热化或量子纠缠的演化，或者如果应用于费米子，制备非常低熵的状态。
2015-09-09 cond-mat.quant-gas
Interaction induced single impurity tunneling in a binary mixture of trapped ultracold bosons
我们研究了超冷玻色杂质与第二个更大的玻色气体相互排斥的隧穿动力学。这两个物种都被关押在一个有限大小的准一维箱势。此外，杂质玻色子经历由光晶格产生的周期性势。我们首先准备我们的二元混合物在其基态，这样的杂质和玻色气体相分离和杂质本地化成对在相邻网站的周期性电位，通过调整相互作用强度和晶格深度相应。动力学开始突然降低排斥种间相互作用的强度，从而进入一个不同的制度中的交叉图。对于特定的淬火后物种间的相互作用强度，我们发现，一个单一的杂质隧道第一个相邻的空网站，并根据淬火强度可以进一步隧道到下一个相邻的网站。有趣的是，这种效应对玻色气体的存在高度敏感，并且当玻色气体在整个动力学过程中不与杂质物质相互作用时不会发生。此外，我们还发现隧穿过程伴随着玻色气体和杂质之间的强纠缠以及杂质之间的关联。
2019-10-17 cond-mat.quant-gas
Entangled Dynamics in Macroscopic Quantum Tunneling of Bose-Einstein Condensates
在纠缠多体情况下，准束缚态的纠缠是一个非光滑过程。使用随时间变化的块抽取，我们表明，排斥（吸引）的相互作用加速（减慢）隧穿，这发生在突发。虽然逃逸时间与小的相互作用呈指数级，剩余的准束缚和逃逸原子之间的冯诺依曼纠缠熵的最大化时间的规模平方。更强的相互作用需要更高阶的修正。当大约一半的原子逃逸时，纠缠熵达到最大。
2016-05-18 cond-mat.quant-gas
Macroscopic Quantum Coherence in a repulsive Bose-Einstein condensate
我们考虑一个玻色-爱因斯坦双凝聚体（BEC）的$^{87}Rb$，被困在两个不同的内部水平，在这种情况下，密度经历了一个对称性破缺的动量空间。这发生在一个双阱色散曲线，通过拉曼耦合两个内部状态与两个倾斜和失谐的光场内的凝聚原子的适当数量。双稳态的证据来自Gross-Pitaevskii方程。通过二次量子化，我们计算了两个非对称态之间的隧穿率，并考虑了损耗对相干性的影响。
2002-06-04 cond-mat.quant-gas
Collision dynamics and entanglement generation of two initially independent and indistinguishable boson pairs in one-dimensional harmonic confinement
我们研究有限数效应在碰撞两个国家之间的最初众所周知的数量相同的玻色子接触相互作用，在一维谐振约束的存在下振荡。我们调查两个N/2（相互作用）基态，这是最初从陷阱中心位移，和不同的相互作用强度的影响。数值计算集中在N=4的最简单情况。在非相互作用的情况下，这样的系统将显示具有半个谐振子周期的周期振荡（由于左右对称性）。由于玻色子之间的额外接触相互作用，碰撞在每个状态之间产生纠缠，并将能量分配到振荡器的其他模式中。我们研究了系统的数值通过一个精确的对角化的哈密顿与有限的基础上，调查左/右数的不确定性作为我们的主要措施的纠缠。此外，我们还研究了吸引和排斥两种情况下的单体冯诺伊曼熵的时间演化和平衡。我们确定的参数制度，吸引力的相互作用产生质的不同的行为，排斥相互作用，由于存在的束缚态（量子孤子），并解释这背后的过程。
2013-03-06 cond-mat.quant-gas
Antiferromagnetism of Repulsively Interacting Fermions in a harmonic trap
本文提出了一种实空间Gutzwiller变分法，并将其应用于自旋为1/2的超冷费米子在光晶格中的排斥相互作用系统。利用实空间Gutzwiller变分方法，我们发现在正方晶格上自旋混合平衡的系统中，反铁磁要么以棋盘格的形式出现，要么形成一个环，并且在粒子密度接近1的区域反铁磁序是稳定的，这与最近用实空间动力学平均场论方法得到的结果是一致的.我们还研究了不平衡的情况，发现反铁磁序被抑制。
2009-11-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Interaction Driven Interband Tunneling of Bosons in the Triple Well
研究了一维三势阱中强排斥玻色子小系综的隧穿。通常的处理内的单带近似表明抑制隧道在强相互作用制度。然而，我们发现，在这个制度中，几个窗口的增强隧穿打开。这种增强的隧穿效应是由于更高的能带贡献引起的，具有带间隧穿的特征。它可以引起各种隧穿过程，如玻色子系综的单玻色子隧穿和双玻色子相关隧穿，并且对三重势阱的变形具有鲁棒性。我们引入了一个包含所有贡献能带的广义数态基来解释带间隧穿，并通过数值精确计算演示了带间隧穿的各种过程及其鲁棒性。
2010-11-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Emergence of magnetic excitations in one-dimensional quantum mixtures under confinement
Universidad de Buenos Aires, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales（布宜诺斯艾利斯大学，精确与自然科学学院）；CONICET - Universidad de Buenos Aires, Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA)（阿根廷国家科学研究委员会-布宜诺斯艾利斯大学，布宜诺斯艾利斯物理研究所）；Université Côte d’Azur, CNRS, Institut de Physique de Nice（蔚蓝海岸大学，法国国家科学研究中心，尼斯物理研究所）；Institut Universitaire de France（法兰西学院）；Université Grenoble Alpes, CNRS, LPMMC（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，极低温与强磁场中心）
研究一维量子混合物在限制下磁激发的出现，揭示自旋激发与费米或铁磁自旋链的色散关系，为超冷原子中相互作用诱导磁性提供探测方法。
2026-02-03 cond-mat.quant-gas
Entanglement-assisted tunneling dynamics of impurities in a double well immersed in a bath of lattice trapped bosons
我们揭示了相关的隧道动力学的杂质被困在一个双阱和相互作用排斥的大多数种晶格被困玻色子。淬火后的双井的倾斜，它被发现，淬火诱导的隧穿动力学关键取决于物种间的相互作用强度和存在的纠缠系统中固有的。特别地，对于弱耦合，杂质在双阱中执行相当不规则的隧穿过程。增加物种间的耦合，它是可能的，以控制响应的杂质经历延迟隧穿，而大多数物种有效地作为一个材料的障碍。对于非常强的种间相互作用强度的杂质表现出自陷行为。我们展示了一个类似的隧道动力学发生两个弱相互作用的杂质，并确定其潜在的传输机制对和单粒子隧穿过程。
2020-02-13 cond-mat.quant-gas
Decay modes of two repulsively interacting bosons
通过直接数值求解含时薛定谔方程，研究了排斥相互作用玻色子隧穿δ势垒的衰变过程。根据粒子存在的区域来分析解决方案：两个粒子都在陷阱内（in-in），一个粒子在陷阱内，一个粒子在陷阱外（in-out），以及两个粒子都在陷阱外（out-out）。结果表明，在-在概率占主导地位的指数衰减，其衰减率预测很好地从传出的边界条件。在一定的相互作用强度范围内，输入输出几率的衰减以单粒子衰减模式为主。衰减机制是充分描述了简单的模型。
2011-09-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Finite temperature contact for SU(2) fermions trapped in a 1D harmonic confinement
我们计算了N SU（2）费米子的有限温度Tan接触，其特征在于排斥接触相互作用，被困在一个一维谐波约束内的局部密度近似的热力学Bethe Angleries。对于这样一个系统，在均匀的情况下，谭的接触，显示在一个非常低的温度下的最小值。通过对两个费米子的正则系综的精确计算，我们给出了一个在很低温度下的接触的显式公式，揭示了最小值是由于具有不同交换对称性的状态的混合。在幺正态中，这种对称混合对应于最大的纠缠熵。
2020-02-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bulk and edge quasihole tunneling amplitudes in the Laughlin state
利用Jack多项式研究了Laughlin态与准空穴激发之间的隧穿。我们找到了一个通用的隧道振幅的解析公式，它可以同时描述体和边缘准空穴激发。隧穿振幅的渐近行为揭示了体态和边缘态之间的差异和交叉。本文还讨论了实际库仑相互作用与背景电荷限制势和无序的影响。隧穿振幅的稳定性体现了分数量子霍尔液体的拓扑性质。
2012-01-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum droplet speed management and supersolid behavior in external harmonic confinement
本研究提出时间调制外谐约束下二元玻色-爱因斯坦凝聚体中量子液滴的速度方向调控方法，通过一维扩展Gross-Pitaevskii方程构建液滴并揭示其多种动力学及超固体行为，为物质波干涉与量子信息处理提供应用潜力。
2024-07-15 cond-mat.quant-gas
Tunneling decay of two interacting bosons in an asymmetric double-well potential: A spectral approach
通过对多体哈密顿量的数值精确对角化，我们研究了一维双势阱中两个相互作用的超冷玻色子的完全微观动力学。随着粒子最初准备在左井，我们增加了右井的宽度在随后的陷阱实现和见证如何隧道振荡演变成粒子损失。在这个封闭的系统中，我们分析了整个排斥相互作用范围内的单粒子和双粒子隧穿的光谱特征。我们的结论是，对于可比的两个井的宽度，成对的玻色子隧穿可以实现特定的系统参数。相反，衰变过程（对应于宽的右阱）由不相关的单粒子衰变主导。
2013-05-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Macroscopic Quantum Tunneling of Solitons in Bose-Einstein Condensates
研究了一维光晶格中超冷玻色气体组成的多体纠缠孤子的量子隧穿动力学。一个明亮的孤子，限制在一个潜在的障碍，允许隧道的限制，通过减少障碍的宽度和不同的吸引力的相互作用的强度。玻色哈伯德哈密顿量的模拟与时间演变的块抽取。我们发现的特征$1/e$时间的孤立子逃逸，从平均场的预测有很大的不同，并解决如何多体效应，如量子涨落，纠缠，和非局域相关影响宏观量子隧穿;数波动和二阶相关建议作为实验签名。我们发现，虽然逃逸时间的相互作用的指数尺度，在这两个冯诺依曼纠缠熵和数量波动的斜率最大化的时间尺度只有线性。
2011-05-25 cond-mat.quant-gas
Dynamical symmetry and pair tunneling in a one-dimensional Bose gas colliding with a mobile impurity
利用含时密度矩阵重整化群（TDMRG）理论研究了一维相互作用玻色子气体与浅箱势中杂质的碰撞。我们研究了杂质和玻色子气体的动力学响应，发现杂质和玻色子之间的相互作用（吸引或排斥）的符号近似独立。当相互作用能与盒势深度相同时，这种符号独立性被打破，导致共振对隧穿。我们的预测可以用当代的超冷原子技术来检验。
2015-06-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Klein tunneling and Dirac potentials in trapped ions
我们提出了带势Dirac方程的量子模拟，从而可以研究相对论散射和Klein隧穿。这种量子相对论效应允许正能量狄拉克粒子通过排斥势传播，通过布居转移到负能量分量。我们展示了如何工程标量，赝标量，和其他潜在的1+1狄拉克方程通过操纵两个被困离子。狄拉克旋量由一个离子的内部状态表示，而它的位置和动量由集体运动模式描述。第二离子用于建立具有高空间分辨率的期望电势。
2010-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas hep-th
Entanglement in disordered superfluids: the impact of density, interaction and harmonic confinement on the Superconductor-Insulator transition
研究了一维哈伯德模型描述的无序费米子超流体中密度、相互作用和谐振子约束对超流体到绝缘体跃迁的影响。通过密度泛函理论计算线性熵，我们量化了基态单点纠缠。我们分析了全定域态$-$出现的临界浓度$C_C$，这是一种特殊类型的定域，具有零纠缠$-$出现。我们发现，$C_C$是独立的相互作用，但需要一个最小的无序强度发生。然后，我们推导出解析关系$C_C$作为一个函数的平均粒子密度的吸引力和排斥性的障碍。结果表明，弱的谐振子约束并不影响完全局域态的性质，它发生在相同的$C_C$上，但较强的谐振子约束可能导致系统从完全局域态到普通局域态.
2019-03-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Tunneling Theory for Tunable Open Quantum Systems of Ultracold Atoms in One-Dimensional Traps
利用低维阱中的超冷原子建立可调谐开放量子系统的实验正在变得可行。特别是，对这些系统的高度实验控制允许详细研究隧道动力学，例如，作为捕获几何形状和颗粒间相互作用强度的函数。为了解决这个令人兴奋的机会，我们提出了一个理论框架的基础上操纵希尔伯特空间制定的两体隧穿。在这种方法中，绑定，共振和散射状态包括在一个平等的基础上，我们认为，所有这些组件的耦合是至关重要的正确描述相关的阈值现象。特别地，我们研究了在一维陷阱和不同的相互作用制度的两体系统的隧穿机制。我们发现一个强大的优势，单粒子的顺序隧穿排斥和弱吸引力的系统，而有一个签名的相关对隧穿在计算的多粒子通量强吸引力的粒子间相互作用。
2015-03-26 cond-mat.quant-gas nucl-th
Three dimensional ring vortex solitons and their stability in Bose-Einstein condensates under magnetic confinement
本文研究了在简谐势约束下，吸引和排斥的BEC中的环形涡旋孤子。对于给定的原子相互作用强度，数值计算得到了一类由内禀涡度的径向激发数和缠绕数定义的稳定环涡孤子。我们发现，环形涡旋孤子的基态和径向激发态的稳定性对缠绕数的依赖性不同。大缠绕数的环形涡旋孤子的基态对随机扰动是动态不稳定的。具有大缠绕数的环形涡旋孤子的径向激发态对应于增加的崩塌阈值，因此可以在足够小的原子相互作用强度下稳定。基态和径向激发态在大的相互作用强度下也表现出不同的动力学演化。前者在横向上同时表现出对称分裂，而后者在纵向上表现出周期性的扩张-合并循环。
2012-08-03 cond-mat.quant-gas
Quantum tunneling dynamics of an interacting Bose-Einstein condensate through a Gaussian barrier
通过数值模拟研究了相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体入射到排斥高斯势垒上的透射。与原子间相互作用的动力学研究在一个广泛的参数范围内以前没有探索。有效的1D Gross-Pitaevskii方程（GPE）模拟相比，经典的玻尔兹曼-弗拉索夫方程（BVE）模拟，以隔离纯粹的相干物质波效应。量子隧穿被定义为经典BVE没有描述的GPE传输的部分。在纯经典模拟中观察到传输对势垒高度的指数依赖性，这表明观察这种指数依赖性不是量子隧穿的充分条件。此外，传输被发现是主要描述的经典效应，虽然原子间的相互作用示出修改的量子隧穿的大小。相互作用也被认为会影响经典传输的数量，在非相互作用等价物没有的区域产生传输。这一理论研究阐明了量子隧穿对多粒子相互作用系统中整体传输的贡献，可能为未来的超冷原子隧穿实验提供信息。
2018-11-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Influence of a static electric field on a one-dimensional Bose-Fermi mixture confined in a double potential welll
本研究探究了一维双势阱中玻色-费米混合物的概率密度演化，揭示了电场、粒子相互作用对隧穿行为、互溶性及空间分布的调控规律，拓展了受限量子系统多体效应的认知。
2023-11-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fermionic superfluidity and spontaneous superflows in optical lattices
研究了光晶格中强排斥费米子原子的超流性。原子通过相关隧穿机制配对，当哈伯德模型中包括排斥性最近邻相互作用时，该机制诱导超流性。这种成对的超流体是一种亚稳态，由于对断裂过程受到严重抑制，这种状态会持续很长时间。研究了正方晶格系统的平均场相图和低能激发。有趣的是，在三角形光晶格系统的基态，由于反铁磁阻挫，可能会出现自发的超流。
2011-12-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Universal behavior of repulsive two-dimensional fermions in the vicinity of the quantum freezing point
我们通过对现有量子蒙特卡罗（QMC）结果的元分析表明，具有排斥相互作用的二维费米子在强关联状态下表现出普遍的行为，并且它们的冻结跃迁可以使用经典Hansen-Verlet冻结准则的量子推广来描述。以二维电子气（2DEG）的基态波函数为试态，用变分法计算了二维偶极费米气体（2DDFG）的液态能量和凝固点.与最近的固定节点扩散蒙特卡罗分析的2DDFG的比较表明，我们简单的变分技术捕获超过95%的相关能量，并预测冻结过渡的QMC的不确定性范围内。最后，我们利用2DDFG的基态波函数作为试验状态，并提供了有限的二维限制宽度的影响的变分帐户。我们的研究结果表明显着的超越平均场效应。我们计算了准二维偶极气体的集体振荡频率，作为关联效应的实验证明。
2013-06-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Tunable quantum confinement of neutral excitons using electric fields and exciton-charge interactions
量子限制是当粒子的运动被限制在小于它们的德布罗意波长的长度尺度时能量的离散化。这种效应的实验实现在物理学的各个领域产生了广泛的影响，并促进了新技术的发展。在半导体物理学中，光激发准粒子（如激子或三电子）的量子限制通常是通过调制材料特性来实现的，这种方法受到限制势的原位可调性和可扩展性的严重限制。因此，实现光激发的完全可调谐量子限制一直是量子光子学的突出目标。在这里，我们证明了电控制的量子限制的中性激子在栅极定义的单层p-i-n二极管。由大的面内场和以前未知的限制机制的基础上激子和自由电荷之间的排斥相互作用的直流斯塔克位移的组合，确保严格的激子限制在狭窄的中性区域。激子运动的量子化表现在自由激子共振以下出现的多个离散的、光谱窄的、依赖于电压的光学共振中。我们的测量结果揭示了这些量子限制激子的一些独特的物理特征，包括面内偶极特性，一维质心限制，以及在磁场存在下激子尺寸的显著增强。我们的方法提供了一个实验路线，创造可扩展的阵列相同的单光子源，这将构成强相关的光子系统的积木。
2022-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Phase separation in optical lattices in a spin-dependent external potential
研究了光晶格上一维费米气体的相分离。用密度矩阵重整化方法计算了密度分布和磁化强度。自旋相关的谐振子禁闭和组分间费米子的强排斥相互作用的相互作用导致了自旋向上和自旋向下的原子之间的相分离。我们发现存在一个临界排斥相互作用强度以上的相分离的演变。通过增加陷阱不平衡度，Mott绝缘芯的复合相转变为铁磁绝缘芯的复合相，铁磁绝缘芯的复合相是不可压缩的，这源于泡利不相容原理。
2010-03-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
