Long-range sound-mediated dark soliton interactions in trapped atomic condensates
一个远程孤子的相互作用进行了讨论，即两个或两个以上的暗孤子相互作用在一个非均匀的原子凝聚，修改各自的动力学通过交换声波，而从来没有直接接触。理想化的双势阱结构可以实现两个孤子的完美能量转移和完全的周期性恒等反转。两个实验相关的几何形状进行了分析，这应该使这种远程相互作用的观察。
2010-11-24 cond-mat.quant-gas
Thermomagnetic Anomalies by Magnonic Criticality in Ultracold Atomic Transport
本文研究了由磁性量子点接触连接两个铁磁体的超冷原子系统中的热磁输运，利用非平衡格林函数方法发现在弱有效塞曼场极限下自旋电导发散和自旋弛豫减慢，揭示了源于磁振子临界点的异常自旋动力学，为热磁学开辟了新途径。
2024-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Quantum Criticality of 1D Attractive Fermi Gas
在目前的实验中，我们得到了一维强吸引费米气体的解析状态方程。从状态方程出发，我们导出了控制量子临界区全部物理性质的普适标度函数，阐明了量子临界性的物理起源。结果表明，该系统的临界性质是由自由费米子和质量为$m$和$2m$的费米子混合物的临界性质描述的。我们还展示了如何从有限温度下捕获的费米气体的密度分布中揭示出体系统的这些临界性质，并可用于确定T=0相边界而没有任何任意性。
2011-08-10 cond-mat.quant-gas
Collision of two self-trapped atomic matter wave packets in an optical ring cavity
在光学环形腔中，原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）与光场的相互作用产生了许多有趣的现象，如超固体和可动自陷物质波包。本文研究了两个自陷原子物质波包在光学环形腔中的碰撞，发现了丰富的碰撞现象。根据碰撞速度的大小，碰撞动力学表现出非常不同的功能相比，无腔的情况下。当两个波包的初始碰撞速度较小时，它们围绕着它们的初始平衡位置以较小的振幅作相关振荡。增大碰撞速度会导致BEC原子的严重散射，碰撞后，两个自陷波包通常会破碎成小块。有趣的是，我们发现这样的中速碰撞是很大的相位灵敏度，这可能使系统在精密物质波干涉测量有用。当碰撞速度进一步增加时，在坏腔极限下，两个波包碰撞现象类似于两个经典粒子--它们首先彼此接近，然后分离，形状几乎保持不变。然而，在坏腔极限之外，它们经历严重的空间扩展。
2021-10-04 cond-mat.quant-gas
From vortices to solitonic vortices in trapped atomic Bose-Einstein condensates
受最近实验的启发，我们从理论上研究了细长阱中原子凝聚体中从二维到一维过渡过程中的涡旋动力学。我们探讨了从一个漩涡的动力学的暗孤子的一维极限接近的过渡，映射这种过渡作为一个关键的系统参数的函数。此外，我们探测这个过渡动态地通过滞后下的时间依赖性变形的陷阱在维度交叉。当在滞后期间探测孤子制度时，系统会损失显著的角动量，但值得注意的是，涡旋可以重新出现。
2016-03-18 cond-mat.quant-gas
Macroscopic two-state systems in trapped atomic condensates
考虑了一个宏观双态系统，该系统是基于弱约瑟夫森环中相互作用的中性原子的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的持续流态。我们证明，在这个系统中，不同BEC流的宏观叠加在能量上是有利的。此外，在低能量极限下出现宏观两态动力学。我们还调查了由于约瑟夫森环几何的相互作用BEC固有的噪声的基本限制。我们表明，相干宏观动力学是很容易测量的实验参数范围。
2010-09-09 cond-mat.quant-gas
Momentum distribution of Vinen turbulence in trapped atomic Bose-Einstein condensates
在被捕获的玻色-爱因斯坦凝聚体中多电荷涡旋的衰减可能导致与湍流的Vinen状态一致的无序涡旋状态，其特征在于不存在大尺度流动和不可压缩的动能谱$E\propto k^{-1}$。在这项工作中，我们数值研究了三维谐波捕获的玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学激发到一个Vinen制度的湍流通过两个双电荷涡的衰变。首先，我们研究了动量分布，并观察到一个幂律行为$n(k)\propto k^{-3}$符合波湍流共存的出现。我们还研究了动能和粒子通量，这使我们能够确定一个直接的粒子级联与湍流阶段。
2021-04-09 cond-mat.quant-gas
Vinen turbulence via the decay of multicharged vortices in trapped atomic Bose-Einstein condensates
我们研究了一个利用多电荷涡旋衰变在被囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体中产生湍流的过程。我们发现，由此产生的单电荷涡旋相互扭曲，螺旋开尔文波的形状交织在一起，碰撞和经历涡旋重连，创造一个无序的涡旋状态。通过检验速度统计、能谱、关联函数和时间衰减，并将这些性质与普通湍流的性质和超流氦中的观测结果进行比较，我们得出结论，这种无序涡旋状态可以与在超流氦中发现的“Vinen”湍流区相鉴别。
2017-04-22 cond-mat.quant-gas
Mapping trapped atomic gas with spin-orbit coupling to quantum Rabi-like model
我们建立了一个连接的超冷原子系统的谐波陷阱与拉曼诱导的自旋轨道耦合的量子拉比类模型。通过将囚禁原子系统映射到类拉比模型中，我们可以按照求解量子拉比模型的方法得到类拉比模型的精确解。这种映射的存在意味着我们可以用自旋轨道耦合的囚禁原子气体来研究量子光学中的基本模型。
2013-02-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Collective modes of a one-dimensional trapped atomic Bose gas at finite temperatures
利用变分方法和局域密度近似，研究了有限温度下谐振势阱中一维相互作用玻色气体的集体模。我们发现，集体模频率的温度依赖性是显着不同的弱和强相互作用制度。因此，集体模的实验测量可以提供一个灵敏的探针，不同的量子相位的一维囚禁玻色气体，实现通过调整原子间的相互作用强度和温度。我们对呼吸模式频率的温度依赖性的预测与谐波陷阱中铷-87原子的弱相互作用1D玻色气体的早期实验测量具有良好的定性一致性[Moritz等人，物理修订版信函91，250402（2003）]。
2014-02-07 cond-mat.quant-gas
Nontrivial Haldane phase of an atomic two-component Fermi gas trapped in a 1d optical lattice
我们提出了如何在一维光晶格上的双组分费米气体中产生非平凡的Half相位。在很大范围内的强在位排斥作用下，在$p$带Mott核上自然形成Halcohol相。本方案由两个步骤组成，一是从处理两个$p$轨道的紧束缚哈密顿量出发，理论推导出一个有效的一维S=1相互作用链模型，另一个是用密度矩阵重整化群数值模拟了$p$带Mott核上Half相的形成及其在原紧束缚态中的相关特征。结合模型与谐波陷阱势。
2012-11-12 cond-mat.quant-gas
Energy spectrum of a harmonically trapped two-atom system with spin-orbit coupling
超冷原子气体为研究自旋轨道耦合提供了一个新的平台，自旋轨道耦合机制在核壳层模型、原子精细结构和二维电子气体中起着核心作用。本文介绍了一个理论框架，允许有效地确定的本征能量和本征态的谐波囚禁的两个原子系统的短程相互作用受到的Rashba和Dresselhaus的自旋轨道耦合通过拉曼耦合的原子超精细态的平等的混合物。实验相关的参数组合的能量谱和未来的扩展的方法进行了讨论。
2014-06-27 cond-mat.quant-gas
Evolution of density variations in a trapped atomic superfluid driven into turbulence
本文通过吸收图像中的密度变化参数 $δ$ 研究湍流受限 Bose 气体的自由衰减，发现特征弛豫时间几乎不随激发振幅改变，并得到 Gross-Pitaevskii 模拟支持。
2025-09-29 cond-mat.quant-gas
Vortex reconnections and rebounds in trapped atomic Bose--Einstein condensates
非连续相干结构的重联和相互作用在流体、等离子体和液晶的动力学中起着重要的作用。在流体中，涡旋重联在长度尺度之间重新分配能量和螺旋度，并诱导细尺度湍流混合。与普通流体中的涡量是连续场不同，在量子流体中，涡量被集中到离散（量子化）的涡线中，将涡重连变成孤立的事件，使其在概念上更容易研究。本文报道了雪茄形原子玻色-爱因斯坦凝聚体中三维量子涡旋相互作用的实验和数值观测。除了标准的重联，已经在数值上和实验上观察到的均匀系统远离边界，我们表明，双重重联，反弹和弹射也可以发生的结果，非均匀的，封闭的性质的系统。
2017-05-05 cond-mat.quant-gas
Dissipative Floquet Dynamics: from Steady State to Measurement Induced Criticality in Trapped-ion Chains
在量子测量作用下，幺正演化的量子系统表现出各种类型的非平衡相变，这是由幺正演化与测量之间的竞争引起的。非定常Liouvillians的稳态中的耗散相变和量子轨道水平上的测量诱导的相变是这种转变的两个主要例子。调查一个多体自旋系统定期复位测量，我们认为，多体耗散Floquet动力学提供了一个自然的框架来分析这两种类型的过渡。我们发现，一个铁磁有序相和一个顺磁无序相之间的耗散相变出现长程系统作为测量概率的函数。测量诱导的纠缠熵之间的体积律标度和子体积律标度的转变也存在，是不同于有序转变。这两个阶段分别对应于纠错和量子芝诺制度。短程相互作用的铁磁相丢失，而纠缠的体积定律相增强。希尔伯特空间中的波函数的多重分形性质的分析提供了一个共同的角度对这两种类型的过渡系统。我们的研究结果是直接相关的捕获离子实验，为此，我们详细介绍了一个蓝图的建议，根据目前可用的平台。
2022-01-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Weyl spin-orbit-coupling-induced interactions in uniform and trapped atomic quantum fluids
我们建立通过分析和数值研究的热力学量的非相互作用的原子气体的各向同性的三维自旋轨道耦合，外尔耦合，诱导相互作用，对抗“有效”的吸引力（排斥）的交换对称性存在于零耦合玻色（费米）气体。为此目的，在均匀和捕获的情况下，得到了巨势的精确解析表达式，从而得到了几个热力学量。阐明了自旋-轨道耦合系统的许多有趣的特性可以从耦合引起的粒子间统计势的变化来理解。在很弱的耦合区，均匀玻色气体的化学势、比热和等温压缩系数随温度的变化具有初始玻色-爱因斯坦凝聚的特征，尽管该系统并不真正进入玻色凝聚相.在简谐俘获情况下，相变温度随耦合强度的增加而降低，这与统计吸引相互作用的减弱一致。当费米能级下降到狄拉克点，耦合强度增加时，均匀费米子的某些热力学量的反常行为，部分类似于小于2维的热力学量的反常行为。我们认为涨落耗散定理可以用来验证群聚和反群聚效应中长波长涨落的反常行为。
2013-10-18 cond-mat.quant-gas
On the role of hyperfine-interactions-mediated Zeeman effect in the condensation temperature shift of trapped atomic Bose-Einstein condensates
讨论了在外加囚禁磁场的影响下，原子间相互作用对实验室玻色-爱因斯坦凝聚体的凝聚温度$T_c$的影响。我们预测，在平均场近似下，考虑到超精细相互作用介导的塞曼项，在$^{39}K$凝聚体的$|F,m_F> = |1,1>$超精细态中的$403 \, G$ Feshbach共振的情况下，$F$是原子的总自旋，实验观察到一个- （尚未解释的）缩合温度$ΔT_{c}/T_{c}^{0}=b^{*}_0+b^{*}_1 (a/λ_{T}) + b^{*}_2 (a/λ_{T})^2$与$b^{*}_0 \simeq 0.0002$、$b^{*}_1 \simeq -3.4$和$b^{*}_2 \simeq 47$的变化，其中，$a$是s波散射长度，$λ_T$是在$T_{c}^{0}$处的热波长。还得到了系数$b^*_0$、$b^*_1$和$b^*_2$的一般表达式，这些表达式可用于预测$^{39}K$或其它原子凝聚体的其它Feshbach共振的温度漂移。
2014-09-15 cond-mat.quant-gas
Extracting the Mott gap from energy measurements in trapped atomic gases
我们表明，所谓的{ \it释放能量}，这是一个实验上可访问的量的措施，使得有可能评估的限制电位的存在下，是不可避免的，在实际的实验设置中的莫特间隙的值。事实上，作为粒子总数的函数的释放能量的曲线显示出与激发能隙的存在直接相关的扭结。在Gutzwiller方法中提出了计算，但最终结果超出了这种简单的近似，代表了真实系统的真正特征。在谐波约束的情况下，莫特间隙可以相对于均匀的情况重整化。另一方面，在最近提出的非对角约束的情况下，我们的结果显示出几乎完美的协议与均匀的情况。
2010-11-12 cond-mat.quant-gas
Vortices and turbulence in trapped atomic condensates
经过十多年的实验产生和研究原子气体玻色-爱因斯坦凝聚体中量子化涡旋的物理学，研究开始集中在量子湍流中涡旋的作用，以及原子凝聚体中量子湍流的其他测量。这些研究方向有可能揭示量子湍流，涡旋和超流性的新见解，并在全新的环境中探索量子和经典湍流之间的相似性和差异。在这里，我们提出了一个重要的评估理论和实验研究在这个新兴领域的量子湍流在原子凝聚。
2013-10-28 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Nonlinear Dynamics in a Trapped Atomic Bose--Einstein Condensate Induced by an Oscillating Gaussian Potential
考虑了一个被排斥高斯势穿透的囚禁原子玻色-爱因斯坦凝聚体，并从理论上研究了高斯势振荡引起的动力学行为。我们的研究是基于二维Gros-Pitaevskii方程的数值计算。我们的计算揭示了凝聚体的特征行为对振荡势的振幅和频率的依赖性。这些动力学与量子化涡旋和孤子的成核和动力学密切相关。当势以大振幅振荡时，它会使许多远离势的涡对成核。当振幅较小时，它通过涡旋对的湮灭而成核孤子。我们讨论了三个有关涡旋成核的问题。第一个是振荡势附近涡旋和孤子成核的相图。二是形核机理和临界速度。成核的临界速度是量子流体中的一个重要问题，我们提出了一个新的包含相干长度和势大小的成核速度表达式。第三个是成核时间的发散，这是潜在的成核旋涡所需的时间，在旋涡成核的临界参数附近。
2011-05-10 cond-mat.quant-gas
Few-body physics with ultracold atomic and molecular systems in traps
自量子力学诞生之初，少体物理就在原子、分子和核物理中扮演着重要的角色。由于在冷却、捕获和操纵超冷样品方面的巨大进步，现在有可能在前所未有的控制下，在被捕获的原子和分子系统中实验研究少体现象。本文综述了近年来囚禁原子和分子气体中的少体现象的研究，重点是小的囚禁系统。我们首先介绍了自由空间的散射性质，然后调查发生了什么事时，两个粒子，玻色子或费米子，被放置在一个外部限制。其次，各种三体系统的分析处理在极限情况下。我们目前的理解更大的两个组件费米系统和玻色系统的审查，并建立与相应的体系统的连接。最后，展望了未来的前景和挑战。在整个审查中，与其他系统，如原子核或量子点的共性突出。
2011-11-03 cond-mat.quant-gas
Bose-Einstein condensation for trapped atomic polaritons in a biconical waveguide cavity
研究了在强耦合条件下，当存在缓冲气体粒子与光碰撞时，波导腔中原子-光极化激元在高温下的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）问题.具体来说，我们提出了一种特殊的双锥波导腔（BWC），允许本地化和捕获的低分支（LB）极化激元施加的波导半径的变化在纵向方向上。结果表明，系统中BEC的临界温度可以达到几百K，这与LB极化激元的类光子性质有关，并强烈依赖于波导腔参数。在线性囚禁势的情况下，我们得到了一个Airy形的极化激元凝聚体波函数，当扰动离开平衡时，表现出小幅度的振荡，其特征周期在皮秒域。
2012-05-14 cond-mat.quant-gas
Signatures of Self-Organised Criticality in an Ultracold Atomic Gas
自组织为复杂的结构如何在自然界中出现和持续提供了一个优雅的解释。令人惊讶的是，这些结构经常表现出非常相似的尺度不变特性。虽然这有时可以通过简单的模型来捕捉，这些模型将临界点作为动力学的吸引子，但与现实世界系统的联系非常难以定量测试。在这里，我们观察到三个关键的签名的自组织临界动力学的驱动耗散气体的超冷原子：（i）自组织的稳定状态，这在很大程度上是独立的初始条件，（ii）标度不变性的最终密度的特点是一个独特的标度函数，和（iii）大波动的激发原子（雪崩）的数量服从一个特征的幂律分布。这为研究自组织现象和非平衡临界性建立了一个控制良好的平台，并通过前所未有的实验获得了系统的微观细节。
2020-06-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Quantum turbulence in trapped atomic Bose-Einstein condensates
湍流，非线性和统计性质的复杂流体行为，出现在许多物理系统的各个学科，从微小的实验室规模的地球物理和天体物理的。量子世界中湍流的概念很久以前就由Onsager和Feynman构想出来了，但在实验室中研究超冷气体中湍流的发生只是最近的事。尽管作为一个新的领域，它已经为湍流问题提供了新的途径和视角。本文综述了超低温下量子气体的一般性质，特别关注涡旋、动力学和湍流行为。本文从理论和实验两个方面综述了近年来的研究进展。此外，我们强调，识别和表征的困难相比，普通的湍流和湍流在超流液氦和聚光灯未来可能的方向在气态玻色-爱因斯坦凝聚体的湍流。
2016-02-04 cond-mat.quant-gas
Phase transition dimensionality crossover from two to three dimensions in a trapped ultracold atomic Bose gas
该研究通过混合势阱实现超冷原子玻色气体的二维到三维维度过渡，利用随机投影Gross-Pitaevskii方程数值模拟，揭示了BKT到BEC相变的连续演化及临界温度随维度单调升高的规律。
2022-04-21 cond-mat.quant-gas
Kinetic Model of Trapped Finite Temperature Binary Condensates
本文建立了两个相互作用的有限温度原子玻色-爱因斯坦凝聚体动力学的完全自洽非平衡理论。凝聚描述的耗散Gross-Pitaevskii方程，耦合到量子玻尔兹曼方程的热原子。不同组分中原子之间的密度-密度相互作用促进了许多与交感冷却相关的传输过程：特别地，发现与组分之间的凝聚和热原子的碰撞“交换”相关的组分间散射过程的识别在接近平衡时在数值上占主导地位，对于实际的可混溶和不可混溶的捕获原子$^{87}$ $^{41}$ K和$^{87}$ Rb- $^{85}$ Rb缩合物混合物。
2014-10-27 cond-mat.quant-gas
Quantum information entropies of ultra-cold atomic gases in a harmonic trap
计算了绝对零度下弱相互作用囚禁原子玻色-爱因斯坦凝聚体和自旋极化囚禁原子费米气体的位置和动量空间信息熵。发现含$N$原子的量子系统的位置和动量空间信息熵之和具有普适形式$ S_t^{(D)} = N(a D - b \ln N) $，其中相互作用玻色子系统为$a \simeq 2.332$和$b = 2$，理想费米子系统为$a \simeq 1.982$和$b = 1$.这些结果服从Beckner，Bialynicki-Birula和Myceilski给出的熵不确定关系。
2011-10-24 cond-mat.quant-gas
Measuring molecular electric dipoles using trapped atomic ions and ultrafast laser pulses
研究了由离子和电偶极子组成的混合量子系统。我们展示了如何捕获的离子可以用来测量由经典偶极子产生的小电场。我们讨论了该计划的应用程序来测量冷极性分子的电偶极矩，其内部状态可以控制超快激光脉冲，通过捕获它们在附近的被困离子。
2015-01-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Fluctuation indices for atomic systems with Bose-Einstein condensate
提出了表征统计系统热力学稳定性的涨落指数的概念。这些指数对于研究非均匀和囚禁原子组装体的稳定性特别有用。计算了几个具有玻色-爱因斯坦凝聚体的系统的涨落指数。结果表明：理想的均匀玻色凝聚气体是不稳定的;被囚禁的理想气体对于大于2的约束维数是稳定的;被囚禁的气体，在约束维数2以下，是弱不稳定的;被囚禁的气体只在空间维数3是稳定的;一维被囚禁的气体是不稳定的;在谐波陷阱中的二维气体代表边缘情况，是弱不稳定的;相互作用的非均匀三维玻色凝聚气体是稳定的。在稳定的玻色凝聚系统中不存在反常粒子涨落。
2010-08-27 cond-mat.quant-gas hep-ph
Process tomography of dynamical decoupling in a dense optically trapped atomic ensemble
原子系综在量子信息科学中有许多潜在的应用。由于集体增强，在高密度下使用系综增加了量子操作的整体效率，但同时也增加了碰撞率并导致更快的退相干。在这里，我们报告的实验与光学捕获的87 Rb原子演示了20倍的相干时间增加时，应用动态去耦序列与超过200 π脉冲。我们进行量子过程层析成像，并表明，使用去耦方案的光学深度为230的密集系综可以用作原子存储器的相干时间超过3秒。
2010-04-07 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus quant-ph
Phonon-mediated quantum gates in trapped ions coupled to an ultracold atomic gas
针对超冷原子气体中囚禁离子的声子介导量子门，建立主方程揭示运动退相干与缓冲气体冷却机制，并提出通过调节原子-离子散射长度兼顾门操作和长期制冷。
2024-12-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Microcanonical analysis of Boltzmann and Gibbs Entropies in trapped cold atomic gases
我们分析了气体的非相互作用费米子限制在一维谐振子势，与两个建议的定义之间的区别的热力学熵的微正则系综，即标准玻尔兹曼熵和吉布斯（或体积）熵的目的。这两个定义之间的区别对于允许能级有上限的系统是至关重要的，玻尔兹曼定义可以导致负绝对温度的概念。虽然这里研究的费米子系统不存在负温度，但我们仍然发现玻尔兹曼熵和吉布斯熵之间以及相应的温度之间存在显着差异，吉布斯温度更接近（对于小粒子数）基于巨正则图像的温度。
2017-03-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Photon-atomic solitons in a Bose-Einstein condensate trapped in a soft optical lattice
研究了软一维光晶格（OL）中无碰撞玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的基态（GS）。我们表明，LFE引起的一个扭曲变形的潜力，非局部的潜力造成的相位变形，和一个有效的自相互作用的冷凝物。其结果是，稳定的光子原子晶格孤子，包括一个光学组件，在软OL的变形的形式，与本地化的物质波分量的组合，产生在蓝失谐设置，没有任何原子之间的直接相互作用。这些实现系统GS的自陷模与由OL势和原子间碰撞相互作用支持的带隙孤子有着本质的不同。随着BEC中原子数的增加，出现了从松散束缚模到紧密束缚模的转变。
2013-05-28 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Superpositions in Atomic Quantum Rings
超冷原子被捕获在环的圆周上，环的中心被一个通量管穿透，通量管是由外加拉盖尔-高斯场引起的光感生规范势产生的。我们表明，通过使用光学相干态叠加产生光诱导规范势，我们可以创建一个情况下，被困原子同时暴露于两个不同的通量管，从而创建叠加在原子量子环。我们考虑了环几何和谐波捕获的例子，在这两种情况下，量子系统的基态被证明是两个不同的通量管上捕获的原子的反转态的叠加。
2013-07-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Deconfined Quantum Criticality in the long-range, anisotropic Heisenberg Chain
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
利用矩阵乘积态模拟，研究长程各向异性海森堡链中从价键固体到反铁磁体的连续相变，提取临界指数并通过玻色化方法连接有效场论，提出在离子阱量子模拟器中实现和探测退禁闭量子临界性。
2024-01-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Interaction effects on atomic laboratory trapped Bose-Einstein condensates
讨论了原子间相互作用对实验室囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体的凝聚温度$T_c$的影响。我们发现，在平均场Hartree-Fock和半经典近似下，相互作用产生位移$ΔT_{c}/T_{c}^{0} \approx b_1 (a/λ_{T_c}) + b_2 (a/λ_{T_c})^2 + ψ[a/λ_{T_c}]$，$a$为s波散射长度，$λ_T$为热波长，$ψ[a/λ_{T_c}]$为非解析函数，使得$ψ[0] = ψ'[0] = ψ"[0] = 0$和$|ψ"'[0]| = \infty$。因此，在Hartree-Fock近似和半经典近似下，相互作用效应在$a/λ_{T_c}$中是二阶微扰的，而在临界温度下物理量的预期非微扰性只出现在三阶。我们比较这一发现与其他作者，这是基于以上的Hartree-Fock和半经典近似的不同结果。此外，我们得到了一个分析估计$b_2 \simeq 18.8$，这改善了以前的数值结果。我们还讨论了如何$b_2$和经验值的$b_2 = 46 \pm 5$之间的差异可以解释，而不需要诉诸超越平均场效应。
2013-07-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Quasi-long-range order in trapped systems
研究了囚禁空间势对具有U（1）对称性的二维粒子系统（如量子原子气体）的低温准长程序相的影响.我们使用缩放参数的陷阱大小依赖的普遍特征。由此产生的情况下支持的数值蒙特卡罗模拟的经典二维XY模型与空间相关的跳跃参数，其不均匀性是类似的原子气体的实验中所产生的捕获势。
2010-11-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Itinerant ferromagnetism in a two-dimensional atomic gas
受三维超冷原子气体中铁磁行为的第一个实验证据的启发，我们探索了二维原子气体中巡游铁磁性的可能性。首先，我们开发了一种形式主义，演示了量子涨落如何驱动铁磁重构一阶，并考虑强加的人口不平衡的后果。其次，我们采用这种形式主义来阐明铁磁性在一个现实的陷阱几何的关键实验签名。
2010-09-19 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Mass-energy equivalence in harmonically trapped particles
精确理解被困粒子的动力学对于新生的量子技术至关重要，包括原子钟和量子模拟器。在这里，我们提出了一个框架，系统地包括量子效应所产生的质量，能量等效的谐波捕获系统。我们发现质能等效导致了与不同内能相关的谐振模的压缩、位移和频率的变化。该框架预测了新现象，特别是由于引力效应和所谓的时间膨胀位移之间的相互作用而产生的原子钟分数频移下限的存在。类似的效应也会出现在其他的俘获势中，特别是在周期晶格中，并且可能在多体系统和冷气体中的关联动力学和热化过程中发挥作用。
2019-06-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Trapped two-dimensional condensates with synthetic spin-orbit coupling
我们研究了自旋轨道耦合条件下的二维囚禁原子玻色-爱因斯坦凝聚体，发现自旋轨道耦合、禁闭和原子间相互作用之间的非平凡相互作用产生了丰富的物理现象.对于低相互作用的两种类型的半涡的解决方案，不同的绕组发生，而足够强的排斥相互作用的结果在条纹相类似的预测均匀凝聚。中间的相互作用制度的特点是足够大的自旋轨道耦合的六边形对称相密度最小的三角形晶格中观察到的快速旋转的冷凝。
2011-09-14 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Ground state properties of ultracold trapped bosons with an immersed ionic impurity
本文研究了在准一维几何条件下存在单个囚禁离子的相互作用玻色子囚禁原子系综。我们的研究是通过新发展的多层多组态含时Hartree方法进行的，这是一种精确的数值模拟量子多体动力学的方法。特别是，我们感兴趣的情况下，离子是如此强烈地捕获，其运动可以有效地忽略不计。这使我们能够只关注原子系综。随着原子-离子相互作用模型势的发展，我们能够数值计算出离子存在时原子系综的精确多体基态。分析了原子数和原子间相互作用对体系基态性质的影响。有趣的是，对于弱相互作用的原子，我们发现离子阻碍了从理想气体行为的过渡到T-Fermi极限。此外，我们表明，这种效应可以被利用来推断离子的存在下，无论是在原子云的动量分布，并通过观察量子气体膨胀过程中发生的干涉条纹。在强相互作用的制度，离子修改的原子数奇偶校验的依赖，允许一个明确的识别后者在膨胀实验中的碎裂过程。因此，我们建议在这两个制度的实验可行的策略，以评估离子的原子气体的多体状态的影响。本研究为系统地研究这类杂化系统的多体物理奠定了基础。
2015-04-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Rydberg-induced optical nonlinearities from a cold atomic ensemble trapped inside a cavity
实验研究了置于光腔中的冷原子介质在激发到里德伯态时的非线性光学响应。S和D里德堡能级的激发是通过EIT（电磁感应透明）配置中的双光子跃迁进行的，下跃迁上有弱（红色）探测光束，上跃迁上有强（蓝色）耦合光束。观察到的探测光束的S态诱导的光学非线性可以解释使用半经典模型与范德华相互作用。对于D态，似乎有必要考虑里德伯激发到长寿命的暗态的动力学衰减。我们表明，测量的非线性可以解释用里德伯气泡模型与动态衰减。
2016-02-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Nonlinear dissipative dynamics of a two-component atomic condensate coupling with a continuum
研究了连续介质与二组分原子玻色-爱因斯坦凝聚体耦合系统的非线性耗散相干分岔和布居动力学。两组分凝聚体与连续介质之间的耦合使两组分凝聚体产生有效耗散。系统的稳定态和相干分岔不仅依赖于耗散，而且依赖于凝聚态原子间的非线性相互作用。凝聚态原子间的相干性甚至可以通过有效耗散得到增强。耗散和非线性的组合允许人们控制不同自陷状态之间的切换或自陷状态和非自陷状态之间的切换。
2013-09-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Topological Mott insulators of ultracold atomic mixtures induced by interactions in one-dimensional optical superlattices
我们给出了一维光学超晶格系统中原子混合物由于原子间强相互作用而从拓扑平凡态产生拓扑莫特绝缘体的精确可解例子。拓扑Mott绝缘态具有非零的Chern数特征，只要总能带填充因子为整数，拓扑Mott绝缘态出现在强相互作用极限，对各组分的填充不敏感。Mott相的拓扑性质可以通过观察囚禁系统的密度分布来揭示。我们的结果也可以推广到多组分原子系统。
2013-07-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
From single-particle excitations to sound waves in a box-trapped atomic Bose-Einstein condensate
本文从实验和理论上研究了圆柱形箱阱中原子玻色-爱因斯坦凝聚体的最低轴向激发。通过调节原子密度，我们观察到模式的性质如何从单粒子激发（在低密度极限）变化为声波（在高密度极限）。在整个交叉的测量模式频率符合Bogoliubov理论。使用近似的低能量模型，我们表明，模式频率的演变是直接相关的相互作用引起的形状变化的凝聚体和激发。最后，如果我们创建一个大振幅的激励，然后让系统自由地发展，我们观察到的模式振幅随时间非指数衰减;这种非线性行为是指示的基本激励之间的相互作用，但仍有待定量理解。
2019-05-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Cavity driven Rabi oscillations between Rydberg states of atoms trapped on a superconducting atom chip
由冷原子和微波谐振器组成的混合量子系统可以实现原子自旋系统之间的腔介导的无限程相互作用，并实现用于微波到光学转换的原子量子存储器和换能器。为了实现原子与片上微波谐振器的强耦合，建议使用具有强电偶极跃迁的原子里德伯态。本文报道了在集成超导原子芯片上实现超冷原子里德堡跃迁与共面波导谐振腔微波场的相干耦合。我们观察并描述了腔驱动的原子里德堡态在非均匀电场中的拉比振荡。我们的研究证明了里德伯原子与超导电路相互作用的相干态操纵的可行性，但也揭示了挑战。
2021-05-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Interference, spectral momentum correlations, entanglement, and Bell inequality for a trapped interacting ultracold atomic dimer: Analogies with biphoton interferometry
阐明了量子光学双光子干涉现象与准一维双阱光阱超冷中性玻色子或费米子原子量子物理之间的相似性和差异，我们表明，光学双光子联合符合光谱相关的模拟，用EPR Bell Bohm单占据源发出的无质量非相互作用双光子研究，对应于大质量的、相互作用的和随时间演化的超冷原子的总的二阶动量相关中的明显贡献。这种单占据的贡献可以从飞行时间实验中测量的总二阶动量关联函数中提取，对于被捕获的原子系统，通常包含双占据，NOON，组件。两粒子系统的动力学模型由哈伯德哈密顿量。这个部分符合光谱是一个余弦平方量子拍频，依赖于两个粒子的动量差，而相应的符合概率本身，从它在描述重叠光子的Hong-Ou-Mandel符合倾角中的作用中所熟悉的，来自于粒子动量的积分。由于二阶动量相关性反映在空间的飞行时间谱中，我们的理论研究结果为飞行时间实验协议提供了动力，用于模拟使用两个时空分离和纠缠（无质量）光子或双缝光源的（大质量）超冷原子古老的光学干涉术。这些发展的实施将促进基本方面的测试，并使量子物理与被困的大质量超冷原子的应用，即非定域性和违反贝尔不等式，纠缠和量子信息科学的调查。
2019-01-20 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
