Diagrammatic Monte Carlo study of mass-imbalanced Fermi-polaron system
我们应用图解蒙特卡罗方法的三维费米极化子系统的质量不平衡，杂质相互作用共振与非相互作用的费米海的原子具有不同的质量。这种方法允许超越经常使用的变分技术随机总结所有相关的杂质费曼图的最大扩展顺序的限制的符号问题。极化子能量和准粒子残留可以在很宽的杂质质量范围内准确地确定。此外，不平衡极化子的光谱函数证明了准粒子的稳定性，并允许定位另外也排斥极化子作为激发态。研究了双粒子-空穴波函数的定量精确性，从而使质量不平衡相图中的极化子能量相对降低。质量平衡的极化子系统的谭的接触系数被发现与变分法符合得很好。质量不平衡系统可以通过超冷原子混合物如$^6$ Li- $^{40}$ K进行实验研究。
2015-04-22 cond-mat.quant-gas
Tunable Fröhlich Polarons of slow-light polaritons in a two-dimensional Bose-Einstein condensate
当杂质与声子池相互作用时，它形成极化子。随着相互作用强度的增加，极化子的质量也会增加，它会变得自陷。对于原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的杂质原子，这种跃迁的性质是有争议的。费曼的变分方法预测了轻杂质的急剧转变，重整化群研究总是预测一个扩展的中间耦合区域，其特征在于大的声子相关。为了研究这个复杂的制度，我们建议一个通用的实验装置，允许调整的杂质和它的相互作用与BEC的质量。杂质被实现为一个准二维BEC内的暗态极化激元（DSP）。我们表明，它与Bogoliubov声子的相互作用导致光子极化子，所描述的Bogoliubov-Fröhlich哈密顿量，并作出理论预测，使用最近推出的重整化群方法扩展到Fröhlich极化子。
2015-09-29 cond-mat.quant-gas
Bipolarons and multi-polarons consisting of impurity atoms in a Bose-Einstein condensate
本文将极化子的变分费曼形式推广到双极化子的全耦合处理，并应用于玻色-爱因斯坦凝聚体中的两个杂质原子。这表明，如果极化子耦合强度足够大，杂质将形成束缚态（双极化子）。作为杂质之间的相互排斥的功能，两种类型的双极化子区分：在弱排斥和哑铃双极化子在强排斥紧束缚双极化子。除了结合能，还研究了双极化子半径及其有效质量的演变作为杂质之间的排斥相互作用的强度和极化耦合强度的函数。然后，我们将强耦合理论应用到凝聚体中的多个杂质原子上，从而预言了在强耦合区域中多极化子的形成。两种形式主义的结果进行了比较，在冷凝液中的两个杂质，这导致在一般的定性协议和定量协议在强耦合。一般认为，玻色-爱因斯坦凝聚体中的杂质原子系统表现出极化弱耦合态。然而，极化子耦合强度原则上可通过费什巴赫共振来调节。
2014-03-26 cond-mat.quant-gas
Polaronic effects of an impurity in a Fermi superfluid away from the BEC limit
本文将费米超流体中杂质与Bogoliubov激发态气体的相互作用映射到BEC中杂质的极化子问题上，研究了Bogoliubov激发态气体与杂质的相互作用。BEC-BCS交叉区的费米超流体的描述是基于最近发展的有效场论，在[Eur. J. B 88，122（2015）]，并为我们提供了Bogoliubov激发的相互作用相关色散关系。极化子耦合常数$α$和极化子的有效质量的行为进行了检查，在一个宽窗口的BEC-BCS交叉。
2016-04-04 cond-mat.quant-gas
Crossover polarons in a strongly interacting Fermi superfluid
利用多体$T$ -矩阵方法研究了在BEC到BCS超流体的交叉处，强相互作用费米超流体中移动杂质的零温准粒子性质. BEC-BCS交叉极化子，简称交叉极化子，这种准粒子耦合到多体背景的元激发，因此可以提供一个有用的探针的基础强相互作用费米超流体。由于存在一个显着的配对间隙$Δ$，我们发现，排斥极化子分支变得不那么明确。相反，吸引极化子分支受到配对能隙的保护，并且在有限动量下变得更加鲁棒。它在低于阈值$2Δ$的杂质光谱函数中保持为δ函数峰。在阈值以上，吸引极化子进入粒子-空穴连续体并开始被阻尼。我们预测的极化子能量，剩余和有效质量的实际玻色费米混合物，少数玻色原子扮演的角色，杂质。这些结果对今后交叉极化子的冷原子实验具有实际意义。
2022-02-16 cond-mat.quant-gas
Polaronic mass renormalization of impurities in BEC: correlated Gaussian wavefunction approach
提出了一类描述有限动量下Fröhlich极化子的变分高斯波函数。我们的波函数给出的极化子能量与现有的Monte Carlo结果非常一致，适用于广泛的相互作用。我们计算了极化子的有效质量，发现弱和中等杂质-玻色子耦合之间的平滑过渡。我们得到的有效质量比平均场方法预测的要大得多。基于我们的变分波函数的一种新的预测是一种特殊的模式的主机原子之间的相关性，可以在飞行时间的实验测量。我们讨论了超冷原子系统中的原子混合物，我们的结果可以用目前的实验技术进行检验。
2015-07-21 cond-mat.quant-gas
BEC polaron in harmonic trap potential at weak coupling regime: Lee-Low-Pines type approach
本文计算了单杂质原子在轴对称谐振势场中与玻色原子相互作用的超冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚体中的零温结合能。在这种情况下，玻色子在杂质周围被激发，形成准粒子，即BEC极化子。本文发展了一种描述电-声子系统的变分方法--{ \it a la} Lee-Low-Pines（LLP）理论，用于描述角动量守恒的极化子。数值结果表明，杂质与激发玻色子之间的结合能打破了关于极化子总角动量的简并。角动量部分地被激发玻色子所共享，这是由于类似于LLP理论中声子云对极化子动量的拖曳效应的机制。
2017-02-22 cond-mat.quant-gas
Generalized Hartree-Fock-Bogoliubov Description of the Frohlich Polaron
本文将广义Hartree-Fock-Bogoliubov（HFB）方法应用于无杂质的多声子相互作用系统。多声子系统是通过将Lee-Low-Pine（LLP）变换应用于描述与非相互作用声子耦合的可动杂质的Frohlich模型而得到的。我们专门研究了准一维冷原子混合物中Frohlich极化子到玻色极化子的一般HFB描述。LLP变换后的多声子系统具有人工声子-声子相互作用，这与通常的两体相互作用有很大的不同。我们使用准一维模型，它没有存在于更高维度的紫外发散，为了更好地理解这种独特的相互作用如何影响极化子状态，以及HFB方法固有的密度和对相关如何合谋创建一个极化子基态，其能量与费曼变分路径积分方法的预测非常一致，并且比平均值更接近。不存在HFB相关性的场论。
2016-11-07 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Repulsive polarons in two-dimensional Fermi gases
本文研究了二维自旋向下的杂质原子与自旋向上的费米海的短程引力相互作用。类似于3D，我们展示了杂质如何形成能量大于非相互作用杂质的亚稳态（“排斥极化子”）。此外，我们发现，排斥极化子可以获得一个有限的动量足够弱的吸引相互作用。即使排斥极化子的能量可以变得相当大，我们认为，饱和铁磁性是不利的，因为极化子的有限寿命和小准粒子的重量在2D。
2012-04-10 cond-mat.quant-gas
General memory kernels and further corrections to the variational path integral approach for the Bogoliubov-Fröhlich Hamiltonian
著名的变分路径积分方法的极化子问题显示出显着的差异与图形Monte Carlo的Bogoliubov-Fröhlich哈密顿量，其中描述了一个杂质弱耦合到玻色凝聚原子气体。通过重整化群方法和相关高斯波函数方法都表明，该模型具有由量子涨落引起的微妙的UV发散，这在费曼方法中没有捕获。在这项工作中，我们解决的问题与费曼的方法，并表明，通过扩展模型的行动，以更一般的形式，并考虑高阶修正超越詹森-费曼不等式，一个很好的协议与图解蒙特卡罗可以得到。
2022-04-12 cond-mat.quant-gas
A mixed dimensional Bose polaron
新一代的冷原子实验将原子混合物捕获在物种选择性光学势中，为创建不同原子生活在不同空间维度中的系统开辟了有趣的可能性。受此启发，我们利用包含杂质与玻色子混合维真空散射的理论，研究了在三维玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中二维层中运动的杂质粒子组成的混合维玻色极化子.我们发现，类似于纯3D的情况下，该系统具有良好的定义的极化子状态的吸引玻色子杂质相互作用，顺利地演变成一个混合维的二聚体的强吸引力，以及一个良好的定义的极化子状态弱排斥相互作用，成为过阻尼的强相互作用。我们还发现，极化子的性质仅弱依赖于气体参数的BEC，只要Bogoliubov理论仍然是一个有效的描述BEC。这表明，杂质和玻色子之间的高阶关联被抑制的混合维几何相比，一个纯的3D系统，混合维极化子具有普适性质的杂质玻色子相互作用的幺正极限。
2017-06-22 cond-mat.quant-gas
Diagrammatic Monte Carlo study of the Fröhlich polaron dispersion in 2D and 3D
本文给出了用图解蒙特卡罗方法求解三维和二维大极化子Fröhlich哈密顿量的结果。我们的实现基于Mishchenko [A. S. Mishchenko等人，B 62，6317（2000）]。极化子基态能量和有效极化子质量成功地基准使用费曼的路径积分形式主义获得的数据。通过比较3D和2D数据，我们验证了3D $\to$ 2D中能量和有效质量的解析精确标度关系，这为DMC预测的质量提供了严格的测试。我们的结果的准确性进一步证明，通过提供的值，在弱耦合和强耦合扩展的确切已知的系数。此外，我们计算极化子色散曲线，这是验证与分析已知的下限和上限在小耦合制度，并验证一阶扩展的结果，较大的耦合，从而反驳以前的批评DMC与分析结果的明显不兼容，并提供有用的参考范围广泛的耦合强度。
2018-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
BEC-Polaron gas in a boson-fermion mixture : a many-body extension of Lee-Low-Pines theory
本文研究了零温下玻色子和费米子的混合气体的基态性质，其中玻色子的布居数超过费米子，形成玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）.在低能$s$波散射中，玻色子-玻色子和玻色子-费米子相互作用分别假定为弱排斥和弱吸引，而费米子-费米子相互作用由于Pauli不相容而不存在.我们把费米子作为一种气体的极化子打扮与Bogoliubov声子，这是一个基本的激发BEC，并评估的基态属性与Lemmens，Devreese，和Brosens（LDB）最初开发的电子极化子气体的方法，也与一般的扩展李低松理论的多体系统（eLLP），其中包括声子拖曳效应在原来的LLP理论。eLLP的制定和讨论在本文件中。用这些方法计算了极化子气体的结合能（相互作用能），结果表明，对于具有玻色子-费米子吸引相互作用的重费米子稀气体，虽然存在多体效应的抑制，但结合能是有限的（负的）.
2016-05-18 cond-mat.quant-gas
Super Fermi polaron and Nagaoka ferromagnetism in a two-dimesnional square lattice
本研究探讨二维正方晶格中的费米极化子问题，发现排斥相互作用下存在动量在布里渊区角落的超级费米极化子，其由空穴修饰杂质运动产生，是Nagaoka铁磁性前驱且具热鲁棒性。
2023-12-01 cond-mat.quant-gas
Polaronic effects in one- and two-band quantum systems
本文研究了在玻色-爱因斯坦凝聚体中含有少量杂质的晶格系统中极化子的形成和动力学。该系统已在实验上用超冷原子和光晶格实现。在这里，我们考虑一个两带模型的杂质原子，随着Bogoliubov近似的BEC，声子耦合到杂质通过内和带间跃迁。我们通过一个扩展的两带Lang-Firsov极化子变换，使用变分方法解耦这个Fröhlich项。新的有效哈密顿量与两个（极化子）带的修改的相干输运，极化子的能量移动和诱导的长程相互作用不同于原来的哈密顿量。采用Lindblad主方程方法计算了极化子和浴之间的剩余非相干耦合。与费米黄金法则相比，这种极化子处理产生了重整化的带间弛豫速率。对于强耦合的双带Fröhlich哈密顿量，极化子在各个带中被紧密地包裹，不能在它们之间隧穿，导致带间自陷效应。
2015-12-31 cond-mat.quant-gas
Variational approach to the two-dimensional Bose polaron
本研究应用包含多达三个Bogoliubov激发的变分方法研究二维Bose极化子，发现其能量与量子蒙特卡罗计算吻合，并揭示了激发对吸引极化子强耦合区性质的关键影响。
2024-01-22 cond-mat.quant-gas
From Efimov Physics to the Bose Polaron using Gaussian States
自1970年Efimov效应被引入以来，在少体背景下对Efimov物理学的详细理论理解已经发展。然而，它已被证明是具有挑战性的描述Efimov型相关性在多体系统中发挥的作用，如淬火或崩溃的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。为了研究Efimov效应在这种情况下可能产生的影响，我们考虑浸入弱相互作用BEC中的轻杂质，形成玻色极化子。在这种情况下，高阶关联局限于杂质周围，使得开发理论描述更加可行。具体地说，我们采用了高斯态变分分析的参考系的杂质，能够捕捉Efimov效应和极化子云的形成。我们发现Efimov效应导致玻色子与杂质的合作束缚，形成多体束缚态。因此，极化子不是基态，而是呈现亚稳态激发态，它可以衰变成这些Efimov团簇。虽然这种衰减对于小的相互作用强度是缓慢的，但随着吸引散射长度的增加，它变得更加突出，直到极化子变得完全不稳定的点。这个临界散射长度可以解释为多体移频Efimov共振，其中两个激子的散射可以导致束缚态的形成。与少体情况相比，由于极化子云参与了协同束缚过程，共振向更小的吸引散射长度移动。这对应于极化子辅助化学的一个有趣的场景，其中多体效应导致化学重组过程的增强信号，这可以在最先进的实验中直接探测。
2021-08-06 cond-mat.quant-gas
Polarons in a ferromagnetic spinor Bose-Einstein condensates
本文研究了在$F=1$旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的铁磁态中加入旋量杂质所形成的极化子。计算了弱耦合和强耦合两种情况下极化子的基态能量和有效质量。在弱相互作用区，采用二阶微扰理论。在强耦合制度，我们使用一个简单的变分处理。构造了极化子能量和有效质量的解析近似。特别讨论了在强耦合区极化子从移动态到自陷态的转变。我们还估计了旋量BEC中极化子效应的特征，为以后的实验提供了依据。
2021-01-21 cond-mat.quant-gas
Polaron in almost ideal molecular Bose-Einstein condensate
本文讨论了在深玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）相中，两种粒子布居数相等的自旋- $1/2$稀费米气体中单个杂质原子的性质。在这个极限下，当自旋向上和自旋向下的费米子的紧束缚分子形成几乎未耗尽的BEC时，我们计算了杂质谱的参数。这是合理的，而由二体和三体散射过程中，主导级的杂质能量的贡献，是由前者占主导地位。
2021-11-13 cond-mat.quant-gas
Response of the polaron system consisting of an impurity in a Bose-Einstein condensate to Bragg spectroscopy
我们扩大现有的极化子响应理论，表示在Mori-Zwanzig投影算子形式主义适用于转移的任意能量和零动量，有限的动量交换的情况下。然后推导出一个通用公式，它可以用来计算一个系统的响应的探针，转移的动量和能量的系统。现有的极化子响应理论的主要扩展是有限动量交换，直到现在还不需要，因为它对于光吸收是可以忽略的。然而，这种形式主义是需要计算的极化系统组成的杂质在玻色-爱因斯坦凝聚体布拉格光谱的响应。我们发现，众所周知的功能，出现在固态的Fröhlich极化子的光吸收也存在于BEC-杂质极化子的布拉格响应。f-和规则以适合于为我们的结果提供独立一致性检验的形式编写。研究了寿命展宽对玻色-爱因斯坦凝聚杂质谱的影响。这里得到的结果进行了讨论的实验实现的框架内，由锂杂质在钠冷凝物。
2011-03-07 cond-mat.quant-gas
New theoretical approaches to Bose polarons
Fröhlich极化子模型描述了一类普遍存在的问题，涉及理解单个移动粒子与玻色子库相互作用的性质。这个模型最初是在晶体中电子与声子相互作用的背景下引入的，在强关联电子系统、量子信息和高能物理等不同领域都有应用。在过去的几年里，这个模型被用来描述浸在超冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚体中的杂质原子。超冷原子系综中微观参数的可调性和原子物理学丰富的实验工具箱应该允许测试许多理论预测，并为我们提供新的见解极化子的平衡和动力学性质。在这些课堂讲稿中，我们提供了一个已用于研究BEC极化子的常用理论方法的概述，包括瑞利-薛定谔和格林函数微扰理论、自洽玻恩近似、平均场方法、费曼变分路径积分方法、蒙特卡罗模拟、重整化群计算和高斯变分近似。我们专注于重整化群的方法，并提供在早期出版物中没有提出的分析细节。我们表明，这种方法有助于解决显着的差异，极化子能量得到平均场近似和蒙特卡罗模拟。我们还讨论了这种方法在计算BEC极化子有效质量中的应用。作为一个实验相关的例子，一个非平衡问题，我们认为布洛赫振荡的玻色极化子，并证明，人们应该找到相当大的偏差，从普遍接受的唯象江崎津模型。本文综述了玻色极化子在各种原子混合物中的参数区域。
2015-10-16 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Renormalization group approach to the Fröhlich polaron model: application to impurity-BEC problem
本文发展了一种分析Fröhlich极化子的重整化群方法，并将其应用于超冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚体中杂质原子的问题。极化子能量由我们的方法得到的是在很大范围内的相互作用强度与最近的图解Monte Carlo计算非常一致。我们计算了极化子的有效质量，发现了一个从弱耦合到强耦合的平滑过渡。讨论了在当前超冷原子实验中对我们结果的可能的实验检验。
2014-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Roton-induced Bose polaron in the presence of synthetic spin-orbit coupling
从理论上研究了零温下具有相等Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体中杂质的准粒子（极化子）性质。当存在自旋轨道耦合时，所有玻色子都能凝聚成一个动量有限的平面波态，相应的激发谱显示出有趣的旋子极小值。我们发现，极化子的性质强烈修改由这个Roton最小值，其中的基态的吸引极化子获得一个非零的动量和各向异性的有效质量。通过杂质与原子相互作用的共振，极化子演化为紧束缚的二聚体。我们发现，当凝聚体的旋子结构变得明显时，演化是不平滑的，并且在临界相互作用强度下观察到从声子诱导极化子到旋子诱导极化子的一级相变。
2019-02-22 cond-mat.quant-gas
Polarons in supersolids: path-integral treatment of an impurity in a one-dimensional dipolar supersolid
本文通过变分路径积分方法研究一维偶极超固体中杂质极化子的基态能量与半径，发现超流-超固相变处能量发散，且极化子可局域化为单个液滴，呈现固态极化子行为。
2025-02-28 cond-mat.quant-gas
Polarons and Molecules in a Fermi Gas with Orbital Feshbach Resonance
本文研究了最近发现的费什巴赫共振附近的$^{173}$ Yb原子气体中的杂质问题。在轨道费什巴赫共振中，电子基态$^1S_0$中的原子与长寿命激发态$^3P_0$中的原子以磁可调相互作用相互作用。研究了处于$^3P_0$态的具有给定超精细自旋的杂质原子与基态$^1S_0$流形中单组分费米原子海的相互作用.在接近轨道费什巴赫共振的位置，杂质可以诱导费米海中的粒子-空穴集体激发，这可以被看作是极化子态。当调谐到共振的BEC区域时，分子态成为系统的基态。结果表明，在靠近费什巴赫共振轨道的$^{173}$ Yb原子中存在极化子到分子的跃迁。此外，由于轨道费什巴赫共振的自旋交换性质，极化子和分子的形成都涉及自旋翻转过程，在相关的超精细自旋态之间具有有趣的密度分布。我们表明，极化子到分子跃迁可以使用拉曼光谱检测。
2016-11-29 cond-mat.quant-gas
Attractive and repulsive Fermi polarons in two dimensions
环境中单个杂质的动力学是多体物理学中的一个基本问题。在固态中，一个众所周知的情况是耦合到玻色子浴的杂质，例如晶格振动。在这里，杂质与伴随的晶格畸变一起形成一个新的实体，极化子。这种准粒子在高Tc超导体的谱函数和锰氧化物的磁电阻中起着重要的作用。对于费米子浴中的杂质，迄今为止，人们的注意力主要集中在表现出Anderson正交性突变和近藤效应的重杂质或不动杂质上。直到最近，移动杂质才成为研究的焦点，人们发现它们形成了新的准粒子，即所谓的费米极化子。费米极化子问题构成了两个重要的量子多体问题的极端，但概念简单，极限：BEC-BCS交叉与自旋不平衡的吸引相互作用和斯通纳的巡回铁磁性排斥相互作用。有人提出，这个和其他难以捉摸的奇异量子相可能在局限于二维的费米气体中实现。它们的稳定性和可观测性与理论上争论的二维费米气体中费米极化子的性质密切相关。在这里，我们创建和调查这些费米极化子和测量其光谱功能使用动量分辨光电子能谱。对于有吸引力的相互作用，我们发现有争议的极化子和紧密结合的二聚体之间的配对过渡的证据，这提供了洞察不平衡，强耦合的二维费米气体的基本配对机制。此外，对于排斥相互作用，我们研究了新的准粒子，排斥极化子，其寿命决定了稳定排斥相互作用费米系统的可能性。
2012-03-05 cond-mat.quant-gas
Polarons in a Dipolar Condensate
本文考虑一个极化子模型，其中杂质费米子与偶极凝聚体中的背景玻色子相互作用。在这个模型中的极化子出现作为一个杂质打扮的偶极凝聚体的声子云，其中，由于偶极-偶极相互作用的吸引和排斥部分之间的竞争，服从各向异性色散谱。我们研究了这种各向异性如何影响Bogoliubov声子模式的切伦科夫式发射，这可以直接通过偶极BEC移动对障碍物的实验来验证。我们还研究了杂质费米子的谱函数，它可直接用于冷原子中动量分辨射频谱的研究。
2014-01-27 cond-mat.quant-gas
Effective mass and interaction energy of heavy Bose polarons at unitarity
本文基于 Gross-Pitaevskii 方程研究弱相互作用 BEC 中重杂质的运动，通过构造关于杂质速度的微扰解，计算了幺正极限下极化子的有效质量及两个远距幺正极化子的相互作用能，并重现了弱耦合下的结果。
2023-05-24 cond-mat.quant-gas
Attractive Fermi polarons at nonzero temperature with finite impurityconcentration
本文从理论上研究了非零温度和有限杂质浓度对费米极化子准粒子性质的影响。应用非自洽和自洽多体$T$矩阵理论，计算了极化子能量（包括衰变率）、有效质量和剩余量随温度和杂质浓度的变化. BCS侧的温度和浓度依赖性弱，具有负的杂质介质散射长度。朝向强吸引力制度跨酉限制，我们发现相当大的依赖性。特别是，随着温度的升高，有效质量迅速接近裸质量，残留物显着增强。在温度$T\sim0.1T_{F}$，其中$T_{F}$是背景费米海的费米温度，剩余极化子-极化子相互作用似乎变得有吸引力。这导致极化子能量的显著下移。我们证明，考虑温度和杂质浓度的影响，在第一费米极化子实验中测得的极化子能量{[}A。Schirotzek \textit{et al.}，物理评论快报。\textbf{102}，230402（2009）{]}可以在理论上得到更好的解释。
2017-08-10 cond-mat.quant-gas
Polaron spectra and edge singularities for correlated flat bands
该研究针对浸入费米浴的静止杂质谱的经典问题，考虑非零布洛赫能带几何的平带杂质体系，推导晶格修正的主导项，揭示能带几何对有效相互作用的影响，并通过Lieb晶格数值计算与超冷气体实验建立关联。
2024-05-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Excitonic Bose-polarons in electron-hole bilayers
本文研究了电子-空穴双层结构中的激子型 Bose 极化子，发现空间直接激子浸没在空间间接激子（IXs）的简并 Bose 气体中形成极化子，并通过光致发光激发谱检测到吸引和排斥型极化子，且其能级分裂随 IX 密度增加而增强。
2024-06-21 cond-mat.quant-gas
Control of anomalous diffusion of a Bose polaron
研究了相干耦合的二组分玻色-爱因斯坦凝聚体中玻色极化子的扩散行为。如果极化子以相同的方式耦合到两个分量，即吸引或排斥它们两者，则极化子超扩散。这与浸入单个BEC中的杂质的行为相同。相反，极化子表现出一个短暂的非平凡的亚扩散行为，如果它耦合吸引到一个组件和排斥到其他。反常扩散指数和亚扩散间隔的持续时间可以通过两个组分之间相干耦合的Rabi频率以及杂质与BEC的耦合强度来控制。
2020-02-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Strong coupling Bose polarons in a BEC
我们使用非微扰重整化群方法来发展玻色极化子问题的统一图像，其中移动杂质与周围的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）强烈相互作用。详细的相图的理论分析，并讨论了极化子到分子的转变。对于有吸引力的极化子，我们认为，在一个有效的Fröhlich哈密顿与重整化参数的描述是可能的。它的强耦合制度实现接近费什巴赫共振，我们预测的有效质量急剧增加。对于较弱的相互作用，在极化子质量发散之前，我们已经预测了一个过渡到一个制度，在该制度下，存在低于极化子能量的状态，吸引力极化子不再是基态。在费什巴赫共振的排斥侧，我们恢复了排斥极化子，它具有有限的寿命，因为它可以衰减到低的分子态。我们表明，整个范围内的耦合，极化子的能量有对数修正的平均场方法的预测相比。我们证明了它们是极化子质量重整化的结果，而这种重整化是由于极化子云中相关声子的量子涨落引起的。
2017-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Repulsive polarons in alkaline-earth(-like) atoms across an orbital Feshbach resonance
本文研究了类碱土原子中通过最近发现的轨道费什巴赫共振的排斥极化子的性质。排斥极化子是杂质原子与费米海相互作用产生的一种亚稳态正能量准粒子激发。通过详细分析的能量，极化子剩余，有效质量，和排斥极化子的衰变率，我们揭示了有趣的功能，是密切相关的轨道费什巴赫共振的双通道性质。特别地，我们发现在两个通道之间的塞曼场失谐量下，排斥极化子的寿命是非单调的，并且在共振的BEC侧有一个极大值。此外，通过考虑杂质和多数原子的混合物对相分离的稳定性，我们证明了在适当的密度下，在轨道费什巴赫共振附近可能存在过渡铁磁性。我们的结果可以很容易地探测实验，并有有趣的影响，观察附近的轨道费什巴赫共振巡游铁磁性。
2017-10-14 cond-mat.quant-gas
Self-stabilized Bose polarons
玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的可动杂质是一个典型的多体问题。对于杂质与BEC之间的弱相互作用，杂质仅轻微地使BEC变形，并且在Fröhlich模型和Bogoliubov近似下得到很好的描述。然而，对于强的局部吸引力，这种标准方法无法平衡BEC粒子之间的局部吸引力和弱排斥力，并预测了无限数量的玻色子被吸引向杂质的不稳定性。在这里，我们提出了一个解决方案的玻色极化子问题超出了Bogoliubov近似，其中包括玻色子之间的本地排斥，从而稳定玻色极化子，甚至附近和超出散射共振。我们表明，玻色极化子的能量仍然有界从下面的整个共振和大小的极化子敷料云保持有限。我们的研究结果表明如何敷料云取代有吸引力的杂质潜力与有效的多体潜力，排除绑定。我们发现，在共振，包括玻色子排斥的影响，极化子的能量普遍依赖于有效范围。此外，虽然杂质接触在正散射长度处强烈达到峰值，但它始终保持有限。我们的解决方案突出了玻色极化子是如何通过排斥而自稳定的，提供了一种机制来理解强耦合下的猝灭动力学和非平衡时间演化。
2022-06-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Neutral Impurities in a Bose-Einstein Condensate for Simulation of the Fröhlich-Polaron
我们提出了一个研究玻色极化子的实验系统，将单个可控的中性Cs杂质浸入Rb玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中。我们表明，通过适当的光阱，独立控制杂质和BEC允许两个子系统的精确相对定位以及独立读出。我们进一步估计，测量极化子结合能的Fröhlich型玻色极化子在低和中等耦合制度是可行的，我们的实验约束和限制进行了讨论。
2015-08-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Tunable Polarons in Bose-Einstein Condensates
介绍了一个用于超冷原子中极化子的量子模拟工具箱。受超冷原子混合物领域令人印象深刻的实验进展的启发，我们从理论上研究了超冷原子杂质浸入玻色-爱因斯坦凝聚体混合物（BEC）中的问题。杂质和BEC之间的耦合引起极化子的形成，其相互作用可以使用外部激光驱动BEC组件之间的准共振拉曼跃迁来有效地调谐。我们的方案允许一个改变极化子之间的有效相互作用在不同的网站从吸引到零。这通过简单地改变两个激光器的强度和频率来实现。这种安排为研究超冷气体中强关联凝聚态模型开辟了新的途径。
2017-01-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bose polarons at finite temperature and strong coupling
本文研究了稀玻色气体中一种可动杂质-玻色极化子的温度依赖性。使用一个图解remmation计划设计，包括散射过程中的重要有限温度$T$，我们表明，相变的环境中的玻色-爱因斯坦凝聚体在临界温度$T_c$导致几个非平凡的影响。在有限温度下，当$|a|\gtrsim a_B$，$a$和$a_B$分别为杂质玻色子和玻色子-玻色子散射长度时，存在于$T=0$的吸引极化子分裂成两个准粒子态.虽然具有较高能量的准粒子在$T_c$处消失，但基态准粒子在$T_c$上保持良好定义。它的能量非单调地依赖于温度，在$T_c$处具有最小值，之后它向零增加，并且在$T\gg T_c$，由于与热激发玻色子的强烈散射，极化子最终变得过阻尼。
2018-02-01 cond-mat.quant-gas
Observation of Attractive and Repulsive Polarons in a Bose-Einstein Condensate
杂质粒子在玻色子介质中运动的问题在物理学中起着基础性的作用。然而，移动杂质浸没在玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的正则场景尚未实现。在这里，我们使用超冷玻色子$^{39}$ K原子的射频光谱实验证明存在一个定义明确的准粒子状态的杂质与BEC相互作用。我们测量的吸引力和排斥力的相互作用的杂质的能量，并找到很好的协议与理论，将三体相关性，无论是在弱耦合限制和跨么正性。光谱响应由一个定义良好的准粒子峰在弱耦合，而为增加相互作用强度，光谱强烈加宽，成为占主导地位的多体连续的激发态。重要的是，没有观察到三体衰变的显著影响。我们的研究结果开辟了令人兴奋的前景，研究流动杂质在玻色子环境和强相互作用的玻色系统一般。
2016-08-01 cond-mat.quant-gas
Single impurities in a Bose-Einstein condensate can make two polaron flavors
极化子是单个杂质粒子与基质相互作用形成的自定域复合体，是强相互作用多体物理的一个范例。我们表明，稀释气体玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC的）是已知的第一种介质，自定位相同的杂质粒子都在一个Landau-Pekar极化子状态类似于自定位的电子在介电晶格中，并在气泡状态类似于氦中的电子泡。我们还表明，BEC杂质系统是完全由两个无量纲的耦合常数的特点，它可以从朗道Pekar政权的气泡政权在一个平滑的交叉轨迹的气动转向。
2013-04-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Radio frequency spectroscopy of polarons in ultracold Bose gases
最近的实验进展使得能够实现浸没在超冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的移动杂质。在这里，我们考虑具有两个或更多个内部超精细状态的杂质，并研究它们的射频（RF）吸收光谱，这对应于两个不同的超精细状态之间的跃迁。我们计算RF光谱的情况下，当涉及的超精细状态之一与BEC相互作用，而另一个状态是非相互作用的，通过执行非微扰的激发不同数量的声子模式的概率的重新确认。在相互作用的存在下，杂质被BEC的Bogoliubov激发所修饰，并形成极化子。RF信号包含以相对于裸杂质跃迁频率测量的极化子能量为中心的δ函数峰，其权重等于极化子状态中的裸杂质特征的量。RF频谱也有一个广泛的不相干的部分所产生的背景激发的BEC，与一个特征的幂律尾，出现作为一个普遍的物理接触相互作用的结果。我们讨论了直接RF测量，其中杂质最初是在相互作用状态，和反向RF测量，其中杂质最初是在非相互作用状态。在后一种情况下，为了计算RF谱，我们解决了极化子形成的问题：移动杂质动态地被Bogoliubov声子修饰。我们的解决方案的基础上的Bogoliubov声子相干态的含时变分分析，成为精确的杂质时，本地化。此外，我们还表明，这样的一个antenness比较以及与半经典估计的BEC中的移动杂质的传播振幅。我们的技术可以扩展到的情况下，当初始和最终的杂质状态与BEC相互作用。
2014-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Heavy polarons in ultracold atomic Fermi superfluids at the BEC-BCS crossover: formalism and applications
利用泛函行列式方法（FDA）研究了在玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）到BCS超流体的交叉点处，重杂质嵌入双组分费米气体中的系统. FDA是一种精确的数值方法，用于研究静态杂质浸入理想费米气体系统中Anderson \textquoteright正交突变（OC）的表现。在这里，我们将FDA扩展到BCS平均场波函数所描述的强相关超流体背景。与理想费米气体的情况相反，BCS超流体中的配对间隙阻止了OC，并导致光谱中的真正极化子信号。因此，我们的精确可解模型可以提供对极化子物理更深入的理解。此外，我们发现极化子谱可以用来测量超流对隙，在磁性杂质的情况下，子隙Yu-Shiba-Rusinov（YSR）束缚态的能量。我们的理论预测可以用最先进的冷原子实验来检验。
2022-02-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Bloch oscillations of bosonic lattice polarons
我们考虑一个单杂质原子被限制在一个光晶格中，并浸没在一个均匀的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中。杂质与BEC声子模的相互作用导致形成稳定的准粒子，极化子。我们使用变分平均场方法来研究色散重整化，并通过将运动方程投影到平均场（MF）型波函数中来推导描述极化子非平衡动力学的方程。作为一个具体的例子，我们应用我们的方法来研究杂质原子的动力学响应突然施加的力，并探讨相干布洛赫振荡和非相干漂移的相互作用。我们得到的漂移速度对所施加的力的非线性依赖，包括一个亚欧姆依赖于小的力的维数d>1的BEC。对于重杂质原子的情况，我们导出了漂移速度的封闭解析表达式。我们的结果显示出相当大的差异与常用的唯象Esaki-Tsu模型。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Polarons in Ultracold Fermi Superfluids
研究了杂质与超冷费米超流体相互作用中产生的一种新型费米极化子。由于系统的三分量性质，极化子可以变成具有非普适能谱的三聚体。我们确定多个避免交叉之间的杂质和三聚体的解决方案，在吸引力和排斥极化子光谱。特别是，避免交叉的宽度逐渐增加的费米超流体经历了从BCS侧向BEC侧，这表明对三体损失的不稳定性的交叉。这种损失可以减少小的有效范围的相互作用势。我们还表明，使用二阶微扰理论，平均场的费米子杂质相互作用能量的评估是不够的，即使是小的费米子杂质散射长度，由于费米超流体和短程物理在这样的系统中的重要影响。我们的结果对混合物的冷原子实验具有实际意义。
2015-07-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Charged polarons and molecules in a Bose-Einstein Condensate
本文用不同的理论方法研究了可动离子在玻色-爱因斯坦凝聚体中的性质。一个相干态变分分析预测，除了极化准粒子态的离子光谱函数表现出几个分支，我们采用了图解分析的离子原子散射的BEC确定它们所产生的绑定的玻色子的数量越来越多的离子。我们开发了一个简化的模型来描述这些分子离子的形成，表明它们的光谱权重与束缚原子的数量成比例。从热力学参数计算的离子周围的敷料云的原子数，我们最后表明，随后注入到BEC的离子的动力学表现出各种制度所管辖的相干准粒子的传播和衰变。
2020-12-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Variational study of polarons in Bose-Einstein condensates
本文利用一类变分波函数研究了玻色-爱因斯坦凝聚体中的杂质--“玻色极化子”的性质。杂质通过接触相互作用与冷凝物相互作用，该接触相互作用可以通过费什巴赫共振来调谐。我们发现了一个稳定的吸引极化子分支，它在正散射长度侧的深处穿过共振连续演化为紧束缚的双原子分子。还观察到一个有限寿命的排斥极化子分支，随着相互作用强度的增加，它变得不稳定。吸引极化子的有效质量也会在连接两侧深层次的两个众所周知的极限的共振中平滑地变化。
2014-07-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Two distinguishable impurities in BEC: squeezing and entanglement of two Bose polarons
研究了玻色-爱因斯坦凝聚体中两个非耦合杂质的纠缠和压缩。我们把它们看作是两个量子布朗粒子与一个由凝聚体的Bogoliubov模组成的浴相互作用。导出的类Langevin量子随机方程具有记忆效应。我们研究两种情况：（i）在没有外部势的情况下，我们观察到纠缠的突然死亡;（ii）在存在外部谐波势的情况下，纠缠甚至在渐近时间极限处仍然存在。我们的研究认为，实验可调参数。
2018-11-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Extracting non-local inter-polaron interactions from collisional dynamics
本研究发展了一种新的实验方法来推导超冷费米/玻色原子（通常被称为费米/玻色极化子）被困气体中杂质之间的相互作用。在这种方法中，我们考虑两体费米/玻色极化子碰撞实验中，杂质和原子的相互作用很弱。量子动力学的数值模拟揭示了从极化子波包的几个快照的测量轮廓中获得关于两个极化子之间的非局域诱导相互作用的信息的可能性。这是因为只要相关薛定谔方程的WKB近似适用，诱导相互作用的势就被量子势很好地平衡了。
2020-11-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
The neutron polaron as a constraint on nuclear density functionals
我们研究的杂质（极化子）的能量，强烈的相互作用时，在费米子海的杂质-费米子相互作用的有效范围变得重要，从而映射的费米极化子的凝聚态物理和超冷原子强相互作用的中子。我们目前的量子蒙特卡罗结果，这个中子极化子，并比较这些与有效场论计算，也包括超出有效范围的贡献。我们发现，国家的最先进的核密度泛函变化很大，一般低估了中子极化子能量。因此，我们的研究结果提供了调整核密度泛函的时间奇分量，以更好地表征极化系统的约束。
2014-04-11 cond-mat.quant-gas nucl-th
Multi-impurity polarons in a dilute Bose-Einstein condensate
我们描述了一个大的，稀的，中性原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）掺杂N强耦合相互不可区分的玻色中性原子（称为“杂质”）的极化子制度中的BEC密度响应保持显着小于周围的BEC的平均密度。我们发现，N个杂质原子（N不是1）可以自局域在一个较低的值的杂质玻色子相互作用强度比单个杂质原子。当“裸”短程杂质-杂质排斥作用不起显著作用时，多个玻色子杂质原子进入同一单粒子轨道的自局域化（我们称之为共自局域化）是相分离跃迁的成核过程。当短程杂质-杂质排斥成功地与共自定域竞争时，系统可能形成自定域单杂质极化子的稳定液体。
2011-11-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Polarons, Dressed Molecules, and Itinerant Ferromagnetism in ultracold Fermi gases
本文讨论了几个杂质原子在超冷费米子气体中的性质，即所谓的费米极化子问题。一方面，这个多体系统是有吸引力的，因为它可以用简单的图解和/或变分理论方法几乎精确地描述。另一方面，它提供了定量可靠的洞察强相互作用的人口不平衡量子混合物的相图。特别地，我们证明了极化子问题可以应用于研究巡游铁磁性，一个长期存在的问题，在量子力学。
2014-02-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bose polaron interactions in a cavity-coupled monolayer semiconductor
移动量子杂质和玻色浴之间的相互作用导致准粒子的形成，称为玻色极化子。玻色极化子的基本性质，例如它们之间的相互作用，可能与裸杂质的性质有很大的不同。在这里，我们探讨玻色极化子物理在二维非平衡设置注入$σ^-$极化激子极化激元杂质到浴的相干$σ^+$极化激元产生的单层MoSe $_2$嵌入在光学腔的共振激光激发。通过利用双激子费什巴赫共振之间的杂质和浴极化激元，我们调整的相互作用系统的强耦合制度，并证明了两个新的准粒子分支的共存。利用时间分辨的泵浦探测测量，我们观察到极化子修饰如何改变杂质极化激元之间的相互作用。值得注意的是，我们发现，高能量极化子准粒子之间的相互作用，这是排斥小浴占用，可以成为有吸引力的强杂质浴耦合制度。我们的实验提供了在任何物理系统中玻色极化子-极化子相互作用强度的第一个直接测量，并为探索和控制驱动耗散设置中的多体相关性铺平了道路。
2022-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Ab initio description of magnetic polarons in a Mott insulator
极化子是相互作用量子物质中最基本的准粒子之一，由被激发背景修饰的载流子组成。在莫特绝缘体中，它们采取被扭曲的自旋背景包围的掺杂剂的形式，并且预期决定有效质量、输运性质和载流子之间的相互作用。尽管极化子对于强关联系统的电子结构至关重要，但直到最近才在实验中实现了对其内部结构的访问，而由于符号问题，理论结果仍然缺乏。在这里，我们报告无偏的高精度数据从蠕虫算法蒙特卡罗揭示了真实的空间结构的极化子在$t$ - $J$模型深处的区域内的符号问题变得显着。这些结果与最近的量子气体显微镜实验直接可比，但可以获得显着更低的温度。
2019-12-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Polaronic hybridization of atoms, dimers and trimers in a Bose-Einstein condensate
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Heidelberg University（海德堡大学）
通过射频光谱实验，在钠玻色-爱因斯坦凝聚中观测到钾杂质与凝聚体形成的三体关联极化子杂化态，并用无自由参数的三能级模型解释主要光谱特征。
2026-06-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
