Light scattering from ultracold gases in disordered optical lattices
我们考虑有限温度下双色光晶格中的玻色子气体。随着次级晶格振幅的增大，单粒子本征态变得局域化。在非相互作用极限和强相互作用极限下，用精确方法计算了正则配分函数，分析了超流相、局域相和强相互作用气体的统计性质.我们表明，这些阶段可以区分在实验中使用非共振光散射。
2012-01-25 cond-mat.quant-gas
Mobility Edges in 1D Bichromatic Incommensurate Potentials
我们从理论上研究了一个一维互无公度双色晶格系统，该系统已被实现在超冷原子中用于研究量子局域化。人们普遍认为这个双色无公度系统的紧束缚版本是由著名的Aubry-Andre模型代表的。在这里，我们建立，这种信念是不正确的，Aubry-Andre模型描述，它只适用于非常深的初级晶格势的极端紧束缚限制，一般打破了本地化过渡附近由于不可避免的出现单粒子迁移率边缘（SPME）。事实上，我们表明，1D双色非公度势系统表现出通用的迁移率边缘消失在紧束缚极限，导致研究良好的奥布里-安德烈物理。在不作任何紧束缚近似的情况下，我们对一维无公度光晶格的局域化性质进行了广泛的研究。我们发现，对于全晶格系统，完全本地化和完全离域区域之间的中间相出现由于SPME的存在，使系统定性不同于Aubry-Andre预测。使用Wegner流的方法，我们表明，在真正的晶格系统中的SPME可以归因于显着的校正的高次谐波的晶格势是不存在的严格紧束缚限制。我们详细计算了中间相的动力学后果，以指导未来的实验研究，观察一维SPME和相关的中间相。通过数值计算，我们考虑了相互作用的影响，并推测了SPME对弱相互作用的稳定性，从而为在相互作用的一维光晶格中实现实验上可行的非遍历扩展相位提供了令人兴奋的可能性.
2017-08-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
High-fidelity rapid ground-state loading of an ultracold gas into an optical lattice
提出了一种快速相干加载玻色-爱因斯坦凝聚体到光晶格基态的方案，没有与绝热性击穿相关的剩余激发。使用快速前进技术导出辅助快速加载所需的驱动电势，并且在任何期望的短时间内产生基态。我们提出了一个实验上可行的加载方案，使用双色晶格势，它近似的快进驱动电位高保真。
2014-08-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Phase dependent loading of Bloch bands and Quantum simulation of relativistic wave equation predictions with ultracold atoms in variably shaped optical lattice potentials
光晶格中超冷原子的色散关系可以被调节成类似于相对论粒子的色散关系，即线性的，而不是通常的自由原子的非相对论二次色散关系。这种晶格中的冷原子可以用来进行相对论波动方程预言的量子模拟。我们开始这篇文章通过描述拉曼技术，允许选择性地加载原子到所需的布洛赫带附近的晶格带交叉。随后，我们回顾了最近的两个实验，准相对论性铷原子在双色晶格中，证明类似的克莱因隧道和Veselago透镜与超冷原子分别。
2015-10-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Controlling and Detecting Spin Correlations of Ultracold Atoms in Optical lattices
我们报道了利用双色光学超晶格控制产生离域有效自旋单重态和三重态二聚体的价键态。我们展示了单重态和三重态之间的相干耦合，并展示了如何超晶格可以用来测量采用自旋封锁效应的单重态分数。我们的方法为探测和控制超冷原子多体系统中的最近邻自旋关联提供了可靠的途径。能够测量这些相关性是研究光晶格中量子磁性的一个重要组成部分。此外，我们采用了交换操作的原子之间的一部分，不同的三重态，从而有效地增加了他们的键长。这种SWAP操作为在晶格中大规模并行创建多粒子纠缠态迈出了重要的一步。
2010-11-03 cond-mat.quant-gas
Staggered-Vortex Superfluid of Ultracold Bosons in an Optical Lattice
我们证明了在二维正方形光晶格中由双色光移势产生的冷玻色原子的动力学可以用附加有效交错磁场的玻色-哈伯德模型来描述。除了已知的均匀超流和Mott绝缘相，零温度相图表现出一种新的有限动量超流相，其特征在于量子化的交错旋转通量。费米子原子的扩展导致各向异性狄拉克谱，这与石墨烯和高$T_c$超导体有关。
2009-08-29 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Realizing the Harper model with Ultracold Atoms in a Ring Lattice
我们证明了Harper-Hofstadter模型的所有显著特征都可以用囚禁在双色环形晶格中的超冷原子来实现。使用现实的正弦晶格势，而不是假设理想化的紧束缚的图片，我们确定必要的最佳条件来实现的临界点，频谱成为分形，并确定的性质和原因的偏离离散模型的预测。我们还表明，即使有一个公度环与几个晶格位置，Aubry-André本地化转变可以实现。局域态的行为类似于边缘态，其能量位于带隙中，可以通过在环内引入令人惊讶的小的局部扰动来产生。由复杂耦合引起的光谱振荡可以通过环的均匀旋转来实现，但存在某些显著差异，并对此进行了解释
2019-09-23 cond-mat.quant-gas
Pattern formation in ring condensates subjected to bichromatic driving
本文研究一维环形凝聚体在双色周期驱动下非线性图案的形成，通过Floquet分析揭示驱动参数对不稳定性和共振舌的控制机制，并用五模模型验证了平均场预测。
2025-11-10 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Spatial separation in a thermal mixture of ultracold $^{174}$Yb and $^{87}$Rb atoms
本文报道了在超冷原子的热混合物中观察到的异常的强相互作用，这种相互作用引起了空间分布的显著改变。在由叠加在磁阱上的双色光学势组成的混合阱中制备温度为几个$μ$ K的$^{87}$ Rb和$^{174}$ Yb的混合物。对于合适的陷阱参数和温度，观察到的两个物种的空间分离。我们推断分离是由$^{174}$ Yb和$^{87}$ Rb之间的大的相互作用强度驱动的，伴随着大的三体复合率。基于这一假设，我们已经开发了一个扩散模型，再现我们的观察。
2011-04-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Universal three-body recombination and Efimov resonances in an ultracold Li-Cs mixture
我们通过三体损耗研究了费米$^6$ Li和玻色子$^{133}$ Cs原子的超冷双组分气体中的Efimov共振，其接近843 ° G的费什巴赫共振，扩展了先前报道的结果[Pires \textit{et al.}，Phys. Rev. Lett. 112，250404（2014）]至约120-nK的温度。达到较低温度的实验方案是基于补偿重力引起的空间分离的质量不平衡的气体与双色光学偶极陷阱。我们在三体事件速率常数的磁场依赖性中观察到第一和第二激发Li-Cs-Cs Efimov共振，与有限温度下的通用零程理论非常一致[Petrov和Werner，Phys.Rev.A92，022704（2015）]。偏差被发现的Efimov基态，和非弹性参数$η$被发现是显着大于单物种系统。
2016-04-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
On the effective Dirac equation for ultracold atoms in optical lattices: role of the localization properties of the Wannier functions
根据Witthaut等人的建议，我们回顾了一维双色光晶格中超冷原子的有效狄拉克方程的推导。Phys.Rev.A84，033601（2011）。我们讨论了如何这样的推导-基于一个合适的旋转的布洛赫基础上的粗粒化近似-是受影响的选择的Wannier函数进入粗化过程。我们表明，在一般情况下，通过旋转原始布洛赫带的最大本地化的Wannier函数得到的Wannier函数可以充分本地化，以证明粗粒化近似。我们还评论旋转之间的关系需要实现狄拉克形式和标准的Foldy-Wouthuysen变换。我们的研究结果提供了一个坚实的基础Salger等人的实验结果的解释。107，240401（2011）中的有效狄拉克动力学。
2014-01-09 cond-mat.quant-gas hep-ph
An experimental platform for studying the heteronuclear Efimov effect with an ultracold mixture of $^6$Li and $^{133}$Cs atoms
本文构建了$^6$Li-$^{133}$Cs超冷混合物实验平台，通过双组分Zeeman减速器、选择性双色光阱和稳定磁场实现低温样品制备与高分辨率损失谱，从而支持异核Efimov效应研究。
2024-12-06 cond-mat.quant-gas
Exploring the limits of ultracold atoms in space
现有的空基冷原子实验已证明微重力可用于改进观测时间，并可用于尽量减少自由演化的相干物质波的膨胀能量和速率。在本文中，我们探讨了空间实验的潜力，以扩大超冷原子的限制，不仅利用微重力，而且还利用空间环境的其他方面，如非常好的真空和极冷的温度。诱人的可能性，这样的实验可能有一天能够探测物理的量子物体的质量接近普朗克质量进行了讨论。
2023-02-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Exploring ultracold collisions in $^6$Li-$^{53}$Cr Fermi mixtures: Feshbach resonances and scattering properties of a novel alkali-transition metal system
我们调查超冷碰撞在一种新的混合物的$^6$锂和$^{53}$铬费米子原子，发现超过50种间费什巴赫共振通过损失光谱。建立一个完整的耦合通道模型，我们明确的特点$^{6}$锂- $^{53}$铬散射性能和产量预测其他同位素对。特别是，我们确定了各种费什巴赫共振，使弹性$s$ -和$p$ -波$^{6}$锂- $^{53}$铬相互作用的控制调谐。因此，我们的研究使锂-铬混合物成为最适合的平台，用于实验研究难以捉摸的高度相关的费米子物质的少体和多体制度，以及实现一类新的超冷极性分子，同时具有电和磁偶极矩。
2022-11-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Anderson localization of Cooper pairs and Majorana fermions in an ultracold atomic Fermi gas with synthetic spin-orbit coupling
本文从理论上研究了自旋-轨道耦合超冷原子费米气体在面外塞曼场作用下的两粒子和多粒子Anderson局域化。我们通过精确对角化精确地解决了有限长度系统中的两粒子问题，并在平均场Bogoliubov-de Gennes方法内近似地解决了多粒子问题。在小塞曼场下，系统的局域化性质类似于具有常规$s$-波相互作用的费米气体。随着无序强度的增加，两粒子结合能增加，许多粒子的费米超流性在阈值以上消失。在一个大的塞曼场，其中原子间的相互作用的行为有效地像一个$p$波相互作用，结合能随无序强度的增加而降低，由此产生的拓扑超流性显示出更强大的稳定性，对无序比传统的$s$波超流性。我们还分析了在拓扑相的紧急马约拉纳费米子的局域化性质。我们的结果可以在未来的冷原子实验中进行实验验证，其中自旋轨道耦合可以通过使用两个拉曼激光器人工诱导，准周期势可以通过使用双色光晶格。
2015-12-10 cond-mat.quant-gas
Experimental observation of a topological band gap opening in ultracold Fermi gases with two-dimensional spin-orbit coupling
近年来，自旋轨道耦合（SOC）的合成为探索超冷原子的量子态开辟了一条新的途径。然而，在用于生成二维SOC的实验中（例如，Rashba型），一个垂直的塞曼场，它打开了一个带隙的狄拉克点，并诱导许多拓扑现象，仍然缺乏。本文从理论上提出并实验上实现了一种在超冷费米气体中同时产生二维自组织光场和垂直塞曼场的简单方案，该方案是通过调谐三个耦合三个超精细基态原子的拉曼激光器的偏振来实现的。使用自旋注入射频光谱法探测狄拉克点处产生的带隙开口。我们的观测为探索超冷原子中奇异的Majorana和Weyl费米子激发的拓扑输运和拓扑超流体铺平了道路。
2016-12-03 cond-mat.quant-gas
Exploring Interacting Topological Insulators with Ultracold Atoms: the Synthetic Creutz-Hubbard Model
理解存在强相互作用的物质的拓扑相的鲁棒性，并合成新的强相关拓扑材料，是现代理论和实验物理学最重要和最困难的挑战之一。在这项工作中，我们提出了一个完整的理论分析的合成Creutz-Hubbard阶梯，这是一个范例模型，提供了一个整洁的操场，以解决这些挑战。我们特别注意在强相互作用下的相关拓扑相和轨道量子磁性的竞争。这些结果进一步证实和广泛的数值模拟扩展。此外，我们提出了如何在实验上实现这个模型的合成梯子，由两个内部状态的超冷费米子原子在一个一维的光晶格。我们的工作为实现拓扑绝缘体与冷原子相互作用的量子模拟器铺平了道路。
2017-09-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Exploring quantum criticality based on ultracold atoms in optical lattices
量子相变附近的临界行为本身就很有趣，它为探索基态附近强关联系统的普遍性提供了令人兴奋的机会。光晶格中的冷原子是一个典型的系统，通过调节微观参数，可以在超流态和莫特绝缘体态之间实现量子相变。在本文中，我们描述了我们的方法来研究铯原子的量子临界在一个二维晶格的基础上原位密度测量。我们的研究议程包括测试热力学观测量的临界标度和提取量子临界状态下的输运性质。我们提出并讨论了这两个方面的实验进展。特别是，热力学测量表明，在低温下，在临界点附近的状态方程遵循预测的标度律。
2010-12-31 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Double-degenerate Fermi mixtures of $^6$Li and $^{53}$Cr atoms
我们报告实现了一种新的超冷费米锂和铬原子的简并混合物。基于全光学的方法，与约13秒的总占空比，我们产生了大的和简并的样品，超过2个$\times 10^5$ $^6$ Li原子和$10^5$ $^{53}$ Cr原子，这两个物种表现出约$T/T_{F}$ =0.25的归一化温度。此外，通过利用交叉双色光偶极阱，我们可以可控地改变两个组件的密度和程度的简并几乎独立，并广泛调整锂铬密度比。我们的$^{6}$ Li- $^{53}$ Cr费米混合物为研究量子物质的各种奇异的少体和多体机制开辟了道路，并且它似乎是实现超冷顺磁极性分子的最佳适合系统，其特征在于电和磁偶极矩。最终，我们的策略也提供了一个有效的途径，以产生偶极费米气体，或自旋混合物，超冷$^{53}$铬原子。
2022-07-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Exploring competing density order in the ionic Hubbard model with ultracold fermions
利用费米子原子与光晶格相互作用的双组分气体，实现并研究了离子哈伯德模型。二分晶格具有蜂窝状几何形状，其交错的能量偏移明确地破坏了反转对称性。使用原子动量分布的噪声相关测量确定不同的密度有序相。对于弱相互作用，几何形状诱导电荷密度波。对于强排斥的相互作用，我们检测到一个强大的抑制双占据的网站，如预期的莫特绝缘状态，和外部破坏反转对称性是不可见的密度分布。在不同的配置中的局部密度分布的特点是通过测量作为相互作用和能量偏移的函数的双重占据的晶格位置的数量。我们进一步探测的激发系统使用方向依赖调制光谱，并发现一个复杂的频谱，我们比较的理论模型。
2015-09-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Supersolid Phases in Ultracold Gases of Microwave Shielded Polar Molecules
提出利用椭圆偏振微波在微波屏蔽极性分子超冷气体中引入额外各向异性以实现超固态相的新方案，量子蒙特卡罗计算表明该相可在当前实验参数范围内出现。
2025-06-30 cond-mat.quant-gas
Emulation of magneto-optic Faraday effect using ultracold atoms
我们提出了一个捕获方案，用于模拟超冷原子气体中著名的法拉第效应。受光场与玻色原子的相似性的启发，我们将光在介质中的传输问题用激光与原子相互作用的原子输运来描述。人工磁光法拉第效应很容易通过原子的自旋不平衡发出信号，激光场的设置为量子操纵提供了高度的可控性。本方案是切实可行的，可以用现有的超冷原子实验技术来实现。它将磁光法拉第效应的重要概念推广到超冷原子物理学，为磁光法拉第效应及其相关物理的量子模拟和探索开辟了一条新的途径。
2021-03-01 cond-mat.quant-gas
Fate of moiré flat bands for a weakly repulsive Bose-Einstein condensate in one-dimensional $\mathcal{PT}$-symmetric bichromatic optical lattices
South China Normal University（华南师范大学）
本文提出一维PT对称双色光学晶格，研究弱排斥玻色-爱因斯坦凝聚体中耗散与相互作用对莫尔平带的影响，发现其响应具有宇称相关性，为相关实验研究奠定基础。
2026-09-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Microscopy of Ultracold Fermions in Optical Lattices
本文综述了利用量子气体显微镜研究光学晶格中费米-哈伯德模型的最新进展，涵盖格点分辨关联测量、极化子成像、输运与光谱实验、新型晶格与长程相互作用系统，以及超低温冷却协议。
2025-07-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Exploring quantum phase slips in 1D bosonic systems
量子相位滑移，即一维超流体在低温下的主要激发，在大多数凝聚态系统中已经得到了很好的表征，除了超冷量子气体。在这里，我们提出了我们的实验研究的耗散在一维玻色超流体沿周期性的潜力，这表明存在量子相位滑移的签名。特别是，通过控制超流体的速度和玻色子之间的相互作用，我们显然能够驱动从热相位滑移到量子相位滑移的交叉。实现对超冷量子气体中量子相位滑移的良好控制需要控制其他现象，如临界速度下超流的破裂或强关联区域中莫特绝缘体的出现。在这里，我们展示了我们目前在这些方向上的结果。
2017-07-28 cond-mat.quant-gas
Quantum emulation of topological magneto-optical effects using ultracold atoms
磁光效应是磁介质中的一个基本而广泛的概念。在这里，我们提出了一个方案，它的量子模拟使用超冷原子。通过模拟光与介质的相互作用，人工磁光效应以一种与传统磁光效应完全不同的机制出现。在合成维度中提取的潜在偏振状态显示对各种实验设置的不同响应。值得注意的是，磁光旋转与合成维度中的体拓扑结构有关，因此为所需的拓扑磁光效应提供了明确的证据，迄今为止在超冷原子中尚未开发。该方案简单可行，可以用现有的实验技术实现。该方案的实现能够为探索拓扑磁光效应及其相关物理提供一个有趣的平台。
2022-02-16 cond-mat.quant-gas
Exploring Non-Abelian Geometric Phases in Spin-1 Ultracold Atoms
贝里几何相位的非阿贝尔和非绝热变体在容错量子计算门的最新进展中至关重要，而贝里相位本身是物质拓扑相位研究的核心。自旋$-1$量子态的相空间的几何和拓扑性质比自旋$-1/2$量子态的相空间的几何和拓扑性质更丰富，并且相对未被探索。例如，与自旋$-1/2$系统不同，自旋1系统的自旋矢量可以位于代表相空间的布洛赫球上或内部的任何地方。最近，在J. Math.Phys.，59（6），062105。这种几何相位包括布洛赫球内部的环路，并由自旋涨落张量携带，不像贝里相位由量子态的全局相位携带。此外，由于布洛赫球中心的数学奇点，通过中心的回路类被称为奇异回路，并且是重要的，因为它们的几何相位是非阿贝尔的。与自旋$-1/2$系统的Berry相位不同，其性质来自于球的拓扑，奇异环几何相位的性质来自于实射影平面$\mathbb{RP}^2$的拓扑，这是更非平凡的。在这里，我们使用相干控制超冷$^{87}$ Rb原子在一个光阱中的实验探索这种几何相位的奇异圈自旋为1的量子系统。
2019-04-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Exploring the Strongly-Interacting Regime of Effective Multi-Body Interactions in a Trapped Ultracold Atom System
本研究针对深光学格点中超冷玻色子少体系统，结合高分辨光谱与轨道间Feshbach共振，实验观测强相互作用区域行为，发现有效四体相互作用特征，为相关理论提供精确基准。
2025-06-16 cond-mat.quant-gas hep-ex hep-ph
Topological edge states and Aharanov-Bohm caging with ultracold atoms carrying orbital angular momentum
我们表明，载入金刚石链几何结构晶格轨道角动量$l=1$态的玻色子原子为探索一系列拓扑效应提供了灵活而简单的平台。该系统表现出强大的边缘状态，和相对相位自然产生的隧道振幅导致Aharanov-Bohm笼在晶格中的外观。我们将讨论如何实现这些属性，并在正在进行的实验中观察。
2018-07-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Experimental realization of a two-dimensional synthetic spin-orbit coupling in ultracold Fermi gases
自旋轨道耦合（SOC）是许多物理现象的核心，包括原子光谱的精细结构和量子拓扑问题。尽管SOC通常在物理系统中是固定的，但原子-激光相互作用为物理学家提供了一种独特的手段来创建和控制超冷原子\cite{Dalibard}的合成SOC。尽管已经取得了显著的实验进展，但目前研究的一个瓶颈是缺乏二维（2D）合成SOC，这是实现高维拓扑物质的关键。本文报道了用三束激光在超冷$^{40}$ K费米气体中实现二维SOC的实验。通过自旋注入射频（rf）光谱，我们探测了修饰原子的自旋分辨能量色散，观察到了由二维SOC产生的高度可控的Dirac点，为利用Raman方案研究超冷原子的高维拓扑问题奠定了基础.
2015-06-09 cond-mat.quant-gas
Topological Phase Transition and Charge Pumping in a One-Dimensional Periodically Driven Optical Lattice
拓扑量子系统的实验实现和超冷原子系统中拓扑不变量的检测一直是一个非常有吸引力的课题。在这项工作中，我们提出了一个方案，以实现拓扑不同的相位在双色光晶格受到周期性驱动的倾斜谐波振荡，这可以有效地描述了一个超晶格模型与可调长程跳跃过程。通过调节最近邻（NN）和次最近邻（NNN）跳变幅度的比值，系统经历了一个拓扑相变，并伴随着最低能带的拓扑数从-1到2的变化。利用慢时间周期调制，在不同的拓扑相位下，系统在充满带中出现了不同的量子化拓扑泵浦电荷（TPC）。我们的方案在目前的冷原子技术中是可以实现的。
2017-07-15 cond-mat.quant-gas
Exploring kinetically induced bound states in triangular lattices with ultracold atoms: spectroscopic approach
本文从理论上提出利用超冷原子的双光子Raman光谱学方法研究三角晶格中的磁极化子，揭示了空穴与磁子束缚态的独立光谱峰，为实验探测阻挫系统磁性提供了新途径。
2023-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Observation of the Meissner effect with ultracold atoms in bosonic ladders
本文报道了在超冷原子的玻色流梯中观察到的迈斯纳效应。利用激光辅助隧穿诱导的人工规范场，我们实现了暴露在均匀磁场中的解耦梯形系统阵列。通过突然断开梯子并投射到隔离的双阱中，我们能够测量梯子每一侧的电流。对于大的耦合强度沿阶梯的横档，我们发现一个饱和的最大手征电流对应于一个完整的人工磁场屏蔽。对于较低的耦合强度，手征电流减少与预期的涡旋晶格相。我们的工作标志着低维迈斯纳效应的首次实现，此外，它开辟了探索暴露于均匀磁场的低维相互作用粒子的道路。
2014-02-04 cond-mat.quant-gas
Temperature-induced effective topology in many-body ultracold atomic quantum systems
Politecnico di Torino（都灵理工大学）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；Humboldt Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）
本研究利用有限温度矩阵乘积态计算，发现超冷原子量子系统中激发隙差异可在中间温度窗口诱导出零温下不存在的有效拓扑相，为拓扑工程提供新途径。
2026-09-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Experimental realization of a SU(3) color-orbit coupling in an ultracold gas
本研究通过将共振激光束耦合到超冷原子气体，实验实现了人工 SU(3) 非阿贝尔规范场和色轨道耦合，揭示了多振荡频率间的动力学相互作用，为探索 SU(3) 系统拓扑性质提供了测试平台。
2025-10-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Observation of Higher-order Topological Bound States in the Continuum using Ultracold Atoms
利用超冷87Rb原子实现二维动量晶格，模拟SSH模型并观测到连续谱中的高阶拓扑角态，研究其绝热制备与拓扑相变，为高维合成量子物质探索提供新平台。
2025-01-23 cond-mat.quant-gas
Quantifying Quantum Computational Advantage on a Processor of Ultracold Atoms
Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale and School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China（合肥微尺度物质科学国家研究中心和中国科学技术大学物理科学学院）
研究通过超冷原子量子气体显微镜，对热化相中的Hubbard链和双腿阶梯进行采样，展示出在大规模系统中量子计算优势的实现，同时验证了热化相与多体局域化相的区分。
2026-04-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Hydrodynamic Attractor in Ultracold Atoms
本研究提出利用两体$s$波散射长度幂律驱动的方案，在超冷两分量费米子气体中观测流体动力学吸引子，解析推导了弛豫模型与吸引子解，确立超冷原子为探索该现象的新平台。
2024-10-25 cond-mat.quant-gas hep-ph hep-th
Controlled state-to-state atom-exchange reaction in an ultracold atom-dimer mixture
超冷分子提供了在接近零度的温度下研究化学反应的绝佳机会。虽然在探索超冷双分子反应方面已经取得了显著的进展，但研究通常限于反应物的总损失率的测量。反应产物的检测将为理解反应机理提供新的思路，并为研究态-态反应动力学提供了独特的机会。在这里，我们报告的放能原子交换反应中的超冷原子二聚体混合物的直接观察。观察到了原子和分子产物，并表征了量子态。通过改变磁场，可以开启或关闭反应，并且可以控制反应速率。该反应是有效的，我们已经测量了状态到状态的反应速率高达$1.1(3)\times10^{-9}$ cm $^{3}/$ s从反应物和产物的时间演变。我们的工作代表了一个可控的量子态选择/分辨超冷反应的实现。所观察到的原子交换反应也是Feshbach分子与费米子原子之间有效的自旋交换相互作用，可以用来实现超冷原子和分子的近藤效应的量子模拟。
2016-11-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Two-Color Optical Nonlinearity in an Ultracold Rydberg Atom Gas Mixture
报道了在超冷气体$^{85}\mathrm{Rb}$ - $^{87}\mathrm{Rb}$原子混合物中观察到的强双色光学非线性效应。通过在电磁感应透明（EIT）组态中同时耦合$^{85}$ Rb和$^{87}$ Rb原子的两个探测跃迁到里德伯态，我们观察到当第二个探测场在$\sim1~\mathrm{GHz}$处失谐并击中另一个同位素的EIT共振时，一个探测场的透明共振被显著抑制.这种交叉吸收对光束传输动力学的调制可以用两个耦合的非线性波方程来描述。我们进一步证明了双色光学非线性可以通过改变不同原子同位素的密度比来调节，这突出了它在探索强相互作用的多组分光流体方面的潜力。
2021-04-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Observation of Kibble-Zurek Behavior across Topological Transitions of a Chern Band in Ultracold Atoms
该研究利用二维光学 Raman 晶格中的超冷量子气体，测量自旋波函数并重构激发密度，实验观测 Chern 能带拓扑转变中的 Kibble-Zurek 幂律标度。
2025-07-24 cond-mat.quant-gas
Small quench dynamics as a probe for trapped ultracold atoms
由哈伯德模型描述的玻色子和/或费米子的有限系统可以使用限制在光晶格中的超冷原子来实现。这些系统的基态通常表现出可压缩超流和不可压缩Mott绝缘区的共存。我们分析这样的系统，通过研究的平衡动力学弱突然淬火的捕获潜力。特别是，我们展示了如何的时间变化的网站职业揭示了可压缩和不可压缩区域之间的空间边界的位置。这种方法的可行性证明了几个模型，使用数值模拟。我们首先考虑可积系统，硬核玻色子（无自旋费米子）被谐波势所限制，其中空间分离的莫特相和超流相共存。然后，我们分析了一个不可积系统，一个电荷密度波和超流相共存的$J-V-V'$模型。我们发现，该网站的职业的时间变化是一个更有效的措施比其他标准指标相边界，如当地的压缩性。基于这些例子，我们认为，分析时间涨落是一个有价值的实验工具，探索在囚禁原子系统的相边界。
2015-07-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Cooling and entangling ultracold atoms in optical lattices
可扩展的相干多体系统可以实现以前未探索的量子相位，并有可能以指数方式加速信息处理。热涨落是可以忽略的，量子效应控制着这种具有极低温度的系统的行为。我们报告了一个具有10，000个原子的量子模拟器的冷却和高保真纠缠对的大规模生产。在二维平面上，我们通过将莫特绝缘体样品浸入可移动的超流储层中来冷却它们，从而实现$1.9^{+1.7}_{-0.4} \times 10^{-3} k_{\text{B}}$的每粒子熵。然后原子重新排列成没有缺陷的二维晶格。我们进一步展示了一个两量子比特门的保真度为0.993 $\pm$ 0.001纠缠1250个原子对。我们的结果为探索低能多体相提供了一个环境，并可能使大规模纠缠的产生成为可能
2020-08-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin-1 Topological Monopoles in Parameter Space of Ultracold Atoms
磁粒子是一种假想的具有孤立磁极的基本粒子，它对电荷的量子化至关重要。近年来，以参数空间中的拓扑亏损为代表的磁单极子的类似物在广泛的物理系统中得到了研究。这些工作主要集中在自旋为1/2的交换狄拉克磁单极和自旋为3/2的非交换杨磁单极。本文利用射频场耦合超冷原子的三个超精细态所形成的参数空间，实现了三种自旋为1的拓扑单极子，并研究了它们的几何性质.这些自旋为1的磁单极子具有不同的Berry曲率场和自旋织构，这些性质在实验中是可以直接测量的。不同单极子之间的拓扑相变伴随着自旋“涡旋”的出现，并且可以用Majorana的恒星表象直观地可视化。我们展示了如何确定的Berry曲率，因此几何相位和电荷的动力学效应。我们的方案为观察和操纵自旋1拓扑单极子提供了一个简单且高度可调的平台，为探索新的拓扑量子物质铺平了道路。
2018-02-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum dimer models emerging from large-spin ultracold atoms
我们提出了一个实验方案，使用冷原子来创建和探测量子二聚体模型，从而探索Pauling-Anderson的宏观共振键集合的愿景。这个过程可以允许研究奇异的结晶相，分馏，拓扑自旋液体，以及共振二聚体和超导性主题之间的关系，这些主题在固态实验中一直具有挑战性。我们的关键技术发展是考虑一个非共振光缔合激光对大自旋原子的作用，这些原子位于深光晶格的位置。由此产生的超交换相互作用有利于最近邻单态。我们推导出一个有效的哈密顿在这些二聚体自由度，发现它是类似于著名的量子二聚体模型，拥有丰富的各种价键晶体和自旋液相。我们数值研究的基态，解释如何调整的参数，并制定了一个协议，直接测量的二聚体和他们的共振模式。
2019-04-23 cond-mat.quant-gas
Exploring multi-band excitations of interacting Bose gases in a 1D optical lattice by coherent scattering
我们利用相干布拉格衍射方法对囚禁在一维光晶格中的超冷玻色子原子施加外动量。这种方法是基于一个单一的光脉冲的应用程序，与条件下，散射的光子可以共振放大的原子密度光栅。然后观察到的晶格势的时间演化导致的动量分布的振荡行为。通过测量振荡频率，我们提取了在宽的晶格深度范围内具有零赝动量转移的单粒子激发的多带能量结构。激发能结构揭示了在整个晶格深度范围内的相互作用效应。
2011-04-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Non-Hermitian Skin Effect in Periodically-Driven Dissipative Ultracold Atoms
本研究针对超冷原子系统中实现非厄米趋肤效应需非互易跃迁的难题，提出利用周期驱动和交错损耗在一维光学晶格中实现该效应，揭示其机制并发现临界趋肤效应与拓扑隙内模，为相关研究提供可行方案。
2025-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Observing S-Matrix Pole Flow in Resonance Interplay: Cold Collisions of Ultracold Atoms in a Miniature Laser-based Accelerator
本文利用激光加速器研究超冷原子碰撞中的共振现象，通过拍摄散射原子光晕揭示 Feshbach 与形状共振，并在碰撞能与磁场参数空间中捕获了 S 矩阵极点流动的印记，探讨了利用共振极点相互作用创造连续谱中束缚态的可能性。
2024-05-06 cond-mat.quant-gas physics.acc-ph quant-ph
Exploring dynamical phase transitions and prethermalization with quantum noise of excitations
动态相变可以发生在孤立的量子系统中，这些系统由于突然的参数变化而脱离平衡。我们讨论了这种动态相变的基础上产生的激发的统计特性。我们认为O（N）模型中的大N限制和自旋模型与长程相互作用，并表明其预热稳态的动力学临界性最显着的表现不是在平均激发数，但在他们的更高的时刻。我们认为，缺陷波动的增长进行独特的签名的动力学临界，无论模型的精确细节。我们的理论结果对超冷玻色子原子在光晶格中的量子猝灭实验具有指导意义。
2015-05-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Dipolar physics: A review of experiments with magnetic quantum gases
自2004年铬原子气体的量子简并性获得成功以来，由高磁性原子组成的超冷气体的实验研究已经蓬勃发展。该领域已经产生了许多前所未有的现象的观察，特别是那些长距离和各向异性偶极-偶极相互作用发挥了至关重要的作用。在这篇综述中，我们的目标是介绍磁量子气体平台的各个方面，使其成为探索超冷和量子物理的独特平台，并对实验成果进行全面概述。
2022-10-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Floquet-engineered moire quasicrystal patterns of ultracold Bose gases in twisted bilayer optical lattices
East China Normal University（华东师范大学）；Chongqing Institute of East China Normal University（华东师范大学重庆研究院）
通过Floquet工程化扭双层光晶格中的原子相互作用，研究超冷玻色气体中莫尔准晶体图案的形成与对称性调控。
2026-01-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Self-adapted Floquet Dynamics of Ultracold Bosons in a Cavity
受系统参数周期性调制的量子系统的Floquet动力学为设计具有奇异性质的新量子物质提供了强有力的工具。虽然系统动力学显着改变，周期性调制本身通常是外部诱导和独立的Floquet动力学。在这里，我们提出了一种新的类型的Floquet物理学的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）受到振动晶格内产生的腔，其中振动晶格和原子Floquet带是相互依赖的，导致自适应Floquet动力学。特别是，振动晶格诱导Floquet准能带的BEC，其反作用导致一个自适应的动态正常的超辐射相变的振动晶格。这种自适应的Floquet动力学表现出两个令人惊讶和独特的特点：\textit{i}）正常-超辐射相变具有滞后，即使没有原子相互作用; \textit{ii}）动力学原子-腔稳态可以存在于自由能最大值。原子间的相互作用强烈影响BEC从零到有限动量的相变。我们的结果为探索自适应Floquet动力学提供了一个强大的平台，这可能为工程新型量子材料开辟一条途径。
2018-06-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ferrimagnetism of ultracold fermions in a multi-band Hubbard system
Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）
研究多带Hubbard系统中超冷费米子的反铁磁性特征，探讨强关联材料中电子轨道对多体性质的影响，揭示反铁磁态在不同相互作用和晶格结构下的鲁棒性。
2025-05-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Chiral magnetic effect in three-dimensional optical lattices
虽然外尔半金属已经被广泛研究，以探索丰富的拓扑物理，直接观察著名的手征磁效应（CME）与所谓的偶极手征异常长期以来引起了物理学家的兴趣和挑战，仍然在自然界中难以捉摸。在这里，我们提出了一个可行的方案，实验实施的超冷原子，可能使我们能够探测的CME与纯拓扑电流在人工Weyl半金属。具有偶极手征反常的成对外尔点出现在精心设计的自旋轨道耦合和激光辅助隧穿的存在下。这两个人工场都可以通过当前的光学技术利用三维光晶格中捕获的超冷原子轻易实现且高度可调，为操纵动量-能量空间中的外尔点提供了可靠的方法。通过施加一个弱的人工磁场，系统处理一个辅助电流起源于一对Weyl点的拓扑结构，即纯CME电流。这种拓扑流可以通过测量超冷原子的质心运动来提取，这为在实验中直接、明确地观察日冕物质抛射铺平了道路。
2019-11-28 cond-mat.quant-gas
