Superfluid transition in the attractive Hofstadter-Hubbard model
考虑了加载在正方形光晶格上的费米气体在垂直人工磁场作用下的超流相变边界，采用动量空间中的BCS类平均场方法确定了其超流相变边界.在推导广义对方程时，明确考虑了单粒子Hofstadter谱的多能带结构。我们提出的人工磁通量，相互作用强度，塞曼场，化学势和温度的函数的数值解，特别强调的作用所起的作用的单粒子态的密度和质量中心的库珀对的动量。
2016-07-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fractional quantum Hall effect in the interacting Hofstadter model via tensor networks
通过张量网络方法，我们证明了正方形几何上硬核玻色子的Harper-Hofstadter哈密顿量支持在晶格上实现$ν=1/2$分数量子霍尔效应的拓扑相.我们解决的基态简并和能隙的鲁棒性，测量多体陈数，并使用格林函数表征系统，表明它们在开放的几何形状的边缘代数衰减，表明存在无间隙的边缘模式。此外，我们估计的拓扑纠缠熵采取的晶格二分区，再现Kitaev和Preskill，莱文和温的原始建议的拓扑结构的组合。数值结果表明，拓扑贡献与期望值$γ= 1/2$是一致的。我们的研究结果提供了广泛的证据，证明了最先进的冷原子实验可以达到的最高水平。
2017-11-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Evolution of the Hofstadter butterfly in a tunable optical lattice
在光晶格上实现人工规范场的最新进展为实验探测拓扑非平凡能谱提供了希望。自相似分形能量结构通常被称为霍夫施塔特蝴蝶，它敏感地依赖于底层晶格的几何形状以及所施加的磁场。可调晶格几何的最新证明[L. Tarruell \textit{et al.}，Nature 483，302- 305（2012）]提供了研究这种依赖性的独特机会。在本文中，我们计算的霍夫施塔特蝴蝶，可以在这样一个可调的晶格，并找到三个定性不同的制度。我们证明了零磁场下Dirac点的存在并不意味着有限场中谱的拓扑等价。随着实空间结构从棋盘格向蜂窝格的演变，两个正方形格的霍夫斯塔德蝴蝶合并成一个蜂窝格蝴蝶。这种合并在拓扑上是不平凡的，因为它是通过间隙的顺序闭合来完成的。由此产生的能带间的陈数转移可以用可调晶格实验来探测。我们还计算了定性不同光谱的能隙的陈数，并讨论了拓扑性质与基础晶格几何的演变。
2015-06-24 cond-mat.quant-gas
Quasi-one-dimensional Hall physics in the Harper-Hofstadter-Mott model
本文研究了由一个$y$方向的单磁通量量子组成的准一维晶格上四分之一磁通下强相互作用Harper-Hofstadter-Mott模型的基态相图。除了具有各种密度模式的超流相，基态相图的特点是在填充物$ν=1/2$和$3/2$处的分数量子霍尔相的准一维类似物，其中后者仅由于跳跃各向异性和准一维几何形状而被发现。在整数填充-在完整的二维系统中，基态预计是无隙的-我们观察到带隙的非简并基态：在$ν=1$，它显示出一个奇怪的“费米子”霍尔电导，而在$ν=2$的霍尔响应由一个单一的粒子-空穴对的横向传输，导致净零霍尔电导。结果是通过精确对角化和在倒数平均场近似。
2018-04-12 cond-mat.quant-gas
Artificial Gauge Field for Photons in Coupled Cavity Arrays
我们提出并表征了固态光子结构，其中光经历人工规范场。传播自由度和偏振自由度的适当耦合为耦合腔阵列的相邻位置之间的光子隧穿引入几何相位。然后，我们讨论了观察强规范场效应在现实系统的光谱，包括霍夫施塔特蝴蝶谱的可行性。
2011-10-04 cond-mat.quant-gas
The anisotropic Harper-Hofstadter-Mott model: competition between condensation and magnetic fields
本文利用集团平均场方法研究了强相互作用的玻色子Harper-Hofstadter-Mott模型。该系统表现出丰富的相图具有带绝缘，条纹超流，和超固相。此外，对于有限跳跃各向异性，我们观察到整数填充的无间隙未凝聚液相，这是通过精确对角化分析。填充物1和3处的液相表现出与费米子整数量子霍尔效应相同的能带填充，而填充物2处的相是CT对称的，具有零电荷响应。我们讨论了这些阶段如何成为一个准一维圆柱上的缺口，导致一个量子化的霍尔响应，我们通过引入一个合适的措施，非平凡的多体拓扑性质的特点。不可压缩的亚稳态在分数填充也观察到，表明竞争分数量子霍尔相位。集团平均场的倒易和精确对角化的结合产生了一个很有前途的方法来分析具有非平凡单胞的玻色晶格系统在热力学极限下的性质。
2017-06-06 cond-mat.quant-gas
Bosonic Hofstadter butterflies in synthetic antiferromagnetic patterns
从理论上研究了在合成规范场反铁磁模式中玻色子的霍夫施塔特蝶的出现。我们报告一个具体的紧束缚模型的人工反铁磁结构，将最近和下一个最近的邻居隧道，并允许形成的分形谱，即使与消失的规范场通量通过晶格。该模型适用于方形和蜂窝状晶格。提出了波导连接微谐振腔晶格的可能实验实现。最后，蝴蝶的结构进行了分析的不同点的磁布里渊区的铁磁和反铁磁图案。
2020-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Hofstadter Butterfly Evolution in the Space of Two-Dimensional Bravais Lattices
在磁场作用下，处于周期势中的粒子的自相似能谱被称为霍夫施塔特蝴蝶，它由晶格几何和外场决定。近年来，在冷原子实验中实现了人工规范场和可调光晶格，这就需要考虑最一般的二维晶格的自相似谱。在以前的工作中，我们研究了实验实现的晶格，这是通过改变晶胞结构，但保持固定的正方形布拉维晶格调谐的光谱的演变。现在，我们考虑所有可能的布拉维晶格在两个维度和调查的结构的霍夫施塔特蝴蝶的晶格之间的变形与不同的点对称群。我们用正弦实空间势来模拟光晶格，通过计算Wannier函数得到了任意晶格几何的紧束缚模型。我们通过Peierls代换引入磁场，并数值计算了能谱。两个最对称的晶格，即三角形和正方形晶格之间的过渡显示了二分对称的重要性，其特征在于变形以及一些主要能隙的闭合。从一维链耦合的角度分析了正方形到矩形以及三角形到中心矩形的过渡。我们计算了跃迁过程中主要能隙的Chern数和能带间的Chern数转移。我们使用间隙陈数来确定不同的拓扑区域的空间中的布拉维格。
2017-03-26 cond-mat.quant-gas
Attractive Hofstadter-Hubbard model with imbalanced chemical and vector potentials
在平均场Bogoliubov-de Gennes理论框架下，研究了实空间中Hofstadter蝴蝶、强相互作用和Zeeman场之间的相互作用，探讨了正方晶格上单带Hofstadter-Hubbard哈密顿量的基态，包括不平衡矢量势的奇异可能性.我们发现，矢势和超流序的协同作用打破了系统的空间对称性，形成了条纹有序的类Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）超流相和超固相，并根据它们共存的对密度（PDW）、电荷密度（CDW）和自旋密度（SDW）波序对其进行了区分和表征.我们还讨论了封闭系统和评论的可能性，观察到这样的条纹有序相加载中性原子费米气体激光诱导的光晶格下激光产生的人工规范场。
2015-03-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferromagnetism and Skyrmions in the Hofstadter-Fermi-Hubbard Model
强相互作用的费米子系统具有各种有趣的量子多体态和奇异激发。例如，强相互作用和泡利不相容原理的相互作用可以导致斯通纳铁磁性，但是当加入动力学项时，这种状态的命运仍然不清楚。虽然在许多晶格模型中，费米子的色散导致铁磁体的离域和不稳定，但平带可以恢复强相互作用效应和铁磁关联。为了揭示这种相互作用，我们在这里提出使用超冷原子来研究Hofstadter-Fermi-哈伯德模型。我们证明，通过进行大规模的DMRG模拟，该模型表现出晶格模拟的量子霍尔铁磁体在磁填充因子$ν=1$。我们揭示了$ν\approx1$周围的低能量自旋单重态的性质，并发现它们的主机准粒子和准空穴表现出自旋自旋相关联想到skyrmions。最后，我们预测了大磁场下平带铁磁性的击穿。我们的工作铺平了道路的晶格量子霍尔铁磁性的实验研究，包括研究多体相互作用的skyrmions的状态，并探讨高$T_{\rm c}$超导的关系的前景。
2023-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Fractional Topological Phases in Generalized Hofstadter Bands with Arbitrary Chern Numbers
我们构造了具有“色纠缠”平坦带的广义Hofstadter模型，并研究了这些带中的相互作用多体态。对于具有周期性边界条件和适当相互作用的系统，在一定的填充因子下存在能隙态，基态简并度取决于沿特定方向的晶胞数目。通过将我们的模型映射到给定晶格结构的单层或多层系统，可以直观地理解这一令人困惑的观察结果。我们讨论了这些结果之间的关系和以前提出的“拓扑结构”，其中晶格位错有非阿贝尔编织统计。我们的研究还提供了一个系统的方法来稳定各种分数拓扑态在$C>1$平坦带，并提供了一些提示，如何实现这些国家在实验中。
2015-01-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Measuring the Chern number of Hofstadter bands with ultracold bosonic atoms
60年前，Karplus和Luttinger指出，在晶格上运动的量子粒子可以获得一个反常的横向速度，以响应力，为铁磁金属中不寻常的霍尔效应提供了解释。这种横向输运的一个显著表现在量子霍尔效应中被揭示出来，其中霍尔电导率所描述的平台归因于表征布洛赫带的拓扑不变量：陈数。到目前为止，与非零陈数相关的拓扑输运仅在电子系统中被揭示。在这里，我们使用的原子云的横向偏转响应于光学梯度的研究来测量人工生成的Hofstadter带的陈数。这些拓扑带是非常平坦的，因此构成了实现分数陈式绝缘体的良好候选者。结合这些偏转测量与带布居的确定，我们得到的最低带$ν_{\mathrm{exp}} =0.99(5)$的陈数的实验值。这一结果，这构成了第一个陈数测量在一个非电子系统中，促进了全光学人工规范场计划，产生均匀通量的光学超晶格。
2014-10-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Spin-imbalance-induced transverse magnetization in the Hofstadter-Hubbard model
研究了两个自旋态之间具有布居数差的费米子时间反演不变的Hofstadter-哈伯德模型。在强相互作用区，系统可以用有效自旋模型描述，我们通过经典的Monte-Carlo计算发现了一个奇异的自旋结构。值得注意的是，这种自旋结构表现出横向净磁化垂直于人口不平衡引起的磁化。因此，它本质上不同于倾斜反铁磁性。我们进一步研究了量子涨落的影响，在动态平均场近似，并获得了丰富的相图，包括铁磁，反铁磁，亚铁磁和横向磁化相。
2020-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Realization of the Hofstadter Hamiltonian with ultracold atoms in optical lattices
我们演示了实验实现的光晶格，允许产生大的均匀和可调谐的人工磁场与超冷原子。使用激光辅助隧道在倾斜的光学势，我们工程师空间依赖的复杂的隧道振幅。因此，在晶格中跳跃的原子积累了相当于带电粒子在磁场中的Aharonov-Bohm相的相移。我们确定的局部分布的磁通量通过观察原子的回旋轨道的晶格斑，表明该系统所描述的Hofstadter模型。此外，我们还证明了对于两个具有相反磁矩的原子自旋态，我们的系统自然地实现了量子自旋霍尔效应下的时间反演对称哈密顿量，即，两个不同的自旋分量经历相反方向的磁场。
2013-09-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Time-Reversal-Invariant Hofstadter-Hubbard Model with Ultracold Fermions
我们考虑了可以在冷原子实验中实现的时间反演不变的Hofstadter-哈伯德模型。在这些实验中，一个额外的交错势和一个人工Rashba型自旋轨道耦合是可用的。在没有相互作用的情况下，系统呈现出拓扑相、正常绝缘相、金属相以及具有两个甚至多个Dirac锥的半金属相。结合实空间动力学平均场论和分析技术，我们讨论了现场相互作用的影响，并确定了相应的相图。特别地，我们研究了半金属到反铁磁绝缘体的转变以及在强相互作用存在下不同拓扑绝缘体相的稳定性。我们计算谱函数，使我们能够研究的边缘状态的强相关的拓扑相位。
2012-11-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Neural Network Quantum States for the Interacting Hofstadter Model with Higher Local Occupations and Long-Range Interactions
本文利用二维张量化门控循环神经网络量子态研究具有长程相互作用的 Hofstadter 模型，在高达 12×12 格点系统中识别出气泡晶体和 Wigner 晶体等相，证明 NQS 是模拟当前量子多体系统的有效方法。
2024-10-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Correlated Topological Phases and Exotic Magnetism with Ultracold Fermions
受光晶格中超冷费米子人工非阿贝尔规范场工程研究进展的启发，我们研究了时间反演不变的Hofstadter-哈伯德模型。我们包括一个额外的交错晶格势和一个实验中可用的人工Rashba型自旋轨道耦合项。没有相互作用，系统可以是（半）金属，正常或拓扑绝缘体，我们提出了非阿贝尔推广的霍夫施塔特蝴蝶。利用实空间动力学平均场论（RDMFT），分析参数，和蒙特卡罗模拟的组合，我们研究了强现场相互作用的影响。我们确定了相互作用的相图，并讨论了一个相互作用诱导的过渡从正常的拓扑绝缘体的情况。在半填充和大的相互作用，该系统所描述的量子自旋哈密顿量，表现出奇异的磁秩序，由于Rashba型自旋轨道耦合和人工时间反演不变的磁场项的相互作用。我们确定的磁相图：无论是巡回模型使用RDMFT和相应的自旋模型在经典极限使用蒙特卡罗模拟。
2013-06-29 cond-mat.quant-gas
Disorder-induced Chern insulator in Harper--Hofstadter--Hatsugai model
研究了Harper-Hofstadter-Hatsugai（HHH）模型中无序对拓扑Chern绝缘相的影响.具有半通量的模型具有体带隙，因此表现出非平凡的拓扑相位。我们考虑了两种典型的无序：就地随机无序和Aubry-Andre型准周期势。利用耦合矩阵方法，我们用陈数阐明了整体拓扑相图。无序改变了系统的间隙闭合行为。这种修改诱导陈绝缘相，即使在平凡的相参数制度的系统在干净的限制。此外，我们考虑了一个相互作用的Rice-Mele模型的无序，它可以通过降维的HHH模型。中等强度的无序导致陈氏绝缘体在特定参数点的复苏事件增加。
2019-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Fractional quantum Hall states with variational Projected Entangled-Pair States: a study of the bosonic Harper-Hofstadter model
本文针对玻色型Harper-Hofstadter模型，利用变分无限投影纠缠对态（iPEPS）避免虚假有限尺寸效应，识别分数量子霍尔态并表征其体关联指数衰减与手性边缘模特性。
2023-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Synthetic gauge field in two interacting ultracold atomic gases without an optical lattice
利用两个相互作用的双模量子气体的多体态构造了一个二维Fock态晶格。通过周期性地驱动物种间的相互作用和脉冲每种气体的两种模式之间的隧穿，产生合成的规范场。我们推导出一个有效的哈密顿量在短脉冲的限制，类似的哈伯-霍夫斯塔德哈密顿量的磁通量每格元的相互作用能和驱动频率的比例控制。驱动序列的Floquet算子的准谱显示了著名的Hofstadter的蝴蝶图案以及边缘状态的存在。通过对局域Chern标记的计算，我们确定了FSL具有非平凡的拓扑结构，并通过模拟边缘态的动力学，表明它们具有手性。最后，包括种内相互作用在晶格中创建了一个整体谐波陷阱，并引入了宏观量子自陷的非线性效应，这被证明是阻碍沿晶格边缘的运动。这项工作介绍了一种新的途径来探索合成规范场，并提供了一个非平凡的凝聚态系统和量子气体之间的联系。
2022-10-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Mechanics with a Momentum-Space Artificial Magnetic Field
Berry曲率是描述单粒子量子动力学的有效哈密顿量中作为动量空间磁场的能带的几何性质。我们展示了如何利用这种观点来研究与超冷气体和光子学直接相关的系统。考虑到动量和位置的交换作用，我们证明了动量空间的全局拓扑是至关重要的。我们提出了一个实验来研究哈伯-霍夫施塔特哈密顿与谐波陷阱，这将说明这种方法的优点，也将构成第一次实现磁性的环面。
2014-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Pairing and Vortex Lattices for Interacting Fermions in Optical Lattices with a Large Magnetic Field
研究了均匀磁场作用下正方晶格中自旋为1/2的费米子在吸引相互作用下的配对序参量结构。由于磁平移对称性在单粒子谱中给出了唯一的简并性，因此波函数同时具有零动量分量和有限动量分量，并且它们的相对相位由自洽平均场论确定。我们提出了一个微观计算，可以确定在不同的流量密度的超流相的涡旋晶格结构。讨论了从Hofstadter绝缘体到超流相的相变。
2010-04-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Artificial electromagnetic field with cold atoms in two-dimensional optical lattice
我们提出了一个人工电磁场可以工程的背景下，冷费米子原子耦合到一个腔模通过双光子过程中的二维光晶格。驻波泵浦激光在一个空间方向上产生电效应，第二行波激光束产生垂直于晶格面的磁通量。在静态情况下，体谱类似于霍夫斯塔德蝴蝶的分形结构，边缘模谱表明量子霍尔相的发生。Keldysh公式被用来捕捉时间演化。原子与腔场之间的反作用给出了含时非平衡动力学的图像。我们发现，人工电磁场的自发产生激发了霍尔电流，在没有泵浦阈值的情况下产生了超辐射腔场。此外，磁通量不仅修改体拓扑结构，而且还驱动一系列动态相变。
2019-12-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamics of interacting bosons in a two-leg ring ladder with artificial magnetic flux and ac-driven modulations
School of Science, Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学理学院）
研究通过人工磁通量和ac驱动调制控制两腿环梯中相互作用玻色子的非平衡动力学，实现手性和反手性动力学的转换。
2026-02-27 cond-mat.quant-gas
Artificial gauge fields for the Bose-Hubbard model on a checkerboard superlattice and extended Bose-Hubbard model
研究了人工规范场对二维棋盘格超晶格上玻色-哈伯德模型基态相的影响，包括超流相和Mott绝缘体及交替莫特绝缘体.首先，我们讨论了单粒子Hofstadter问题，并表明棋盘超晶格的存在下，产生了一个磁通量无关的能隙的激发光谱。然后，我们考虑了多粒子问题，推导了超流-Mott和超流-交替-莫特绝缘体相变边界的平均场解析表达式。最后，由于棋盘格超晶格上的Bose-哈伯德模型的相图在许多方面与扩展的Bose-哈伯德模型的相图相似，我们讨论了磁场对后者模型的影响，并导出了超流-绝缘体相变边界的平均场解析表达式。
2012-01-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Extended Bose Hubbard model for two leg ladder systems in artificial magnetic fields
研究了在人工磁场存在下，囚禁在两个梯形构型中的具有长程相互作用的超冷原子的基态性质。使用Gross-Pitaevskii方法和平均场Gutzwiller变分方法，我们分别探讨了弱相互作用和强相互作用制度。我们计算的密度波/超固体和莫特绝缘体/超流体相之间的边界作为磁通量的函数，并揭示区域的超固体。平均场的结果证实了使用集群平均场方法的数值模拟。
2017-03-13 cond-mat.quant-gas
Topological Phases of Fermionic Ladders with Periodic Magnetic Fields
在最近的实验中，玻色子[Atala等人，10，588（2014），B. K. Stuhl等人，Science 349，1514（2015）]以及费米子阶梯[M. Mancini等人，Science 349，1510（2015）]中的方法，观察到了不同的有趣的多体状态。受这些实验的启发，我们将均匀合成磁场扩展到周期性情况，并表明相称的合成磁场提供了一种替代方案来实现梯状光晶格中超冷费米气体多体系统的拓扑相。利用精确对角化方法，我们数值计算了非相互作用费米子梯的拓扑能带结构、边态、非零陈数、类霍夫施塔特蝴蝶谱和完整的相图。
2015-12-14 cond-mat.quant-gas
Cyclotron dynamics of interacting bosons in artificial magnetic fields
我们从理论上研究了人工磁场中相互作用玻色子的量子动力学，在最近的超冷原子实验中，量子回旋轨道运动已被观察到。通过精确的数值模拟和微扰分析，我们发现相互作用在回旋运动中引起阻尼。阻尼时间单调依赖于相互作用和隧穿强度，而它对磁通量的依赖性是非单调的。足够强的强相互作用将使玻色子动态地定域，抑制回旋运动。我们预测的阻尼可以解释为相互作用引起的回旋运动的量子退相干。
2014-06-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological Phase Transitions of Interacting Fermions in the Presence of a Commensurate Magnetic Flux
本文研究公度磁通下相互作用无自旋费米子的拓扑相变，证明从拓扑到平凡绝缘相的转变必须伴随电荷有序导致的自发磁平移对称性破缺，并通过精确对角化绘制了拓扑相图。
2024-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Topological models in rotationally symmetric quasicrystals
我们研究了在均匀磁场中准晶模型的物理性质，重点是拓扑态的存在和构造。这是通过使用霍夫施塔特模型，但与网站和准晶体的顶点模型表示的耦合，给出霍夫施塔特顶点模型。我们特别考虑了由两块面积不相称的瓷砖拼接而成的二维准晶，重点是五重彭罗斯和八重阿曼-本克瓷砖。这就引入了两个相互竞争的尺度：均匀的磁场和平铺单元的不相称尺度。由于这些相互竞争的尺度，霍夫施塔特蝴蝶的周期性被破坏了。我们观察到存在的拓扑边缘状态的边界上的系统通过Bott指数，表现出双向运输沿边缘。对于八重平铺，我们还观察到内部边缘状状态与非零的Bott指数，表现出双向运输沿此内部边缘。这些内边态的存在是磁场中准晶模型的一个新特征。然后，我们继续考虑相互作用系统。这是具有挑战性的，部分是因为在几十个位置上的精确对角化预计不足以准确地捕获准晶系统的物理，部分是因为不清楚如何构建具有大量状态的拓扑平带。我们证明了这些问题可以通过解析地建立模型来解决，并且以这种方式我们建立了具有Laughlin型分数量子霍尔基态的模型。
2020-04-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Bogoliubov theory of interacting bosons on a lattice in a synthetic magnetic field
从理论上研究了紧束缚光晶格中相互作用中性玻色子冷原子系统的人工规范势问题。使用玻色-哈伯德模型，我们表明，一个有效的磁场导致超流相的同时空间秩序，我们分析了使用Bogoliubov理论。这给出了量子和热涨落方面的一致展开，其中最低阶给出了确定冷凝物构型的Gross-Pitaevskii方程。我们应用基于磁对称群的分析来显示这种配置的空间结构如何取决于磁场和晶格之间的相互作用。高阶描述准粒子激发，其频谱结合了霍夫斯塔德蝴蝶的复杂性与超流相的特征。我们使用的冷凝物的耗尽，以确定我们的近似的有效性范围，并找到一个估计的发病的莫特绝缘体相。我们的理论提供了具体的实验预测，飞行时间成像和布拉格光谱。
2010-09-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Single-branch theory of ultracold Fermi gases with artificial Rashba spin-orbit coupling
我们考虑相互作用的超冷费米子Rashba自旋轨道耦合。当系统足够稀，使得正螺旋度分支在非相互作用基态中完全不被占据时，我们建立了费米气体的单支相互作用理论。我们表明，该理论在微扰理论中是可重整化的，因此产生了一个极化费米子模型，避免了多通道处理的问题。我们的研究结果开辟了一个更直接的方法来研究受人工矢量势影响的冷原子的多体物理。
2012-12-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optimal Persistent Currents for Interacting Bosons on a Ring with a Gauge Field
本文研究了紧环阱上相互作用一维玻色子的持续流，其中旋转势垒诱导了一个人工U（1）规范场。我们表明，在中间的相互作用，持续的电流响应是最大的，由于一个微妙的相互作用的影响，由于障碍，相互作用和量子涨落。这些结果与正在进行的超冷原子气体在介观环上的实验有关。
2014-07-08 cond-mat.quant-gas
Using an artificial electric field to create the analog of the red spot of Jupiter in light-heavy Fermi-Fermi mixtures of ultracold atoms
飞行时间图像是超冷原子实验中的常用工具，用于确定相互作用粒子的准动量分布。如果引入一个恒定的人工电场，那么准动量分布随时间演变，因为在系统中产生布洛赫振荡，然后阻尼，显示出一系列复杂的图案。令人惊讶的是，在不同质量的费米-费米混合物中，这些图案可以存活很长时间，并且类似于经典非线性流体力学中木星红斑的稳定性。在这项工作中，我们说明了在这些驱动量子系统中可以看到的丰富现象。
2013-10-23 cond-mat.quant-gas
Artificial spin-orbit coupling in ultra-cold Fermi superfluids
我们发展了一个理论的存在下的自旋轨道耦合和塞曼领域的相互作用的费米子，并表明，许多新的超流体相，这是拓扑性质，出现。根据自旋轨道耦合、塞曼场和相互作用的值，最初有间隙的s波超流体获得p波、d波、f波和更高的角动量分量，这些分量在激发光谱中产生零，使超流体无间隙。根据自旋轨道耦合、塞曼场或相互作用，可以获得几个多临界点，将拓扑超流体相与正常或非均匀相分开，为可调拓扑超流体的研究奠定了基础。
2011-10-28 cond-mat.quant-gas
Bosonic Double Ring Lattice Under Artificial Gauge Fields
本文考虑了一个受两个人工规范场约束的平面双环格点上的弱相互作用玻色子系统。我们通过求解平均场水平下的耦合离散非线性薛定谔方程来确定其基态。在不同的环间隧道耦合，通量和相互作用，我们确定的涡，迈斯纳和偏置梯形相位也预测的玻色子线性梯形变分Ancestor。我们还发现了与环几何形状相关的特殊功能，特别是奇偶校验效应中的涡旋数，以及迈斯纳相位中单个涡旋的出现。我们表明，持续电流的环上进行精确的信息的各个阶段。最后，我们提出了一种通过螺旋干涉图技术观察迈斯纳相位和涡旋相位的方法。
2018-09-05 cond-mat.quant-gas
Impurity coupled to an artificial magnetic field in a Fermi gas in a ring trap
单杂质与多粒子背景相互作用的动力学是凝聚态物理的中心问题之一。超冷原子实验的最新进展使得通过将人工规范场与杂质耦合来控制这种动力学成为可能。本文研究了费米气体与单个原子相互作用的窄环形势阱。我们表明，耦合到杂质的外部磁场是一个多功能的工具来探测杂质动力学。利用Bethe Answer（BA），我们精确地计算了本征态和相应的能量作为通过陷阱的通量的函数。由于磁通量子化，磁通的绝热变化将基态与激发态连接起来。对于排斥相互作用，杂质通过拖曳动量与通量相匹配的费米子来扰乱费米海。这种阻力将动量从杂质转移到背景，增加了有效质量。对于无限排斥相互作用，有效质量饱和为系统的总质量。对于吸引相互作用，阻力再次增加有效质量，其迅速饱和到单个粒子质量的两倍，作为杂质的极化子，并形成一个费米子。对于动量与粒子数相当的激发态，有效质量表现出共振行为。我们认为，冷原子实验中的标准工具可以用来测试这些预测。
2015-06-02 cond-mat.quant-gas
Interacting Bosons on Crystalline and Quasiperiodic Ladders in a Magnetic Field
我们研究了各种Hofstadter阶梯，以探讨相互作用，施加磁场和晶体或准周期几何形状之间的相互作用。当有磁场存在时，带电粒子会产生旋转运动，导致晶格上电流的奇异分布。通常，梯形晶格的几何形状被假定为是均匀的。然而，在这项工作中，我们还将研究具有非均匀键长的梯子，以研究局部电流的形成。通过使用密度矩阵重整化群（DMRG）来描述量子相，我们证实了通常的涡旋和迈斯纳电流分布的存在，其中粒子分别在体块内和边缘周围循环。此外，还可以观察到这些模式的变化;这些模式结合了涡旋和迈斯纳序，以及晶格某些填充物的不可压缩域的开始。如果阶梯的键长波动，我们发现电流的结构有很大的不同。这是一个结果的不均匀，有效的磁通量，导致优先本地化的电流在整个晶格体，朝向较小的键长。然后，我们发现，不可压缩域可以显着增长的尺寸范围内的参数空间，电流不再拥有一个扩展的结构跨越纵向的阶梯。
2022-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Realization of Fractional Chern Insulators in the Thin-Torus-Limit with Ultracold Bosons
相互作用多体系统的拓扑态由于其基元激发的奇异性质而成为当前研究的热点。在本文中，我们提出了一个现实的实验装置实现这样一个阶段的一个简单的版本。我们展示了如何三角洲相互作用玻色子跳跃的链接的一维（1D）的梯子可以用来模拟薄环极限的二维（2D）的Hofstadter-哈伯德模型在四分之一的磁通量每个元格。玻色子可以被光学超晶格限制在阶梯形结构中，而合成磁场可以通过远离共振的拉曼光束来实现。我们表明，扭曲的边界条件可以实现，实现分数量化的无源泵浦。利用数值密度矩阵重整化群（DMRG）计算，我们证明了该模型的基态是一个不可压缩的拓扑电荷密度波（CDW）相，与相应的二维模型的1/2 Laughlin型态有关，每个晶格点平均填充$ρ= 1/8$.
2014-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Schrieffer-Wolff Transformation for Periodically Driven Systems: Strongly Correlated Systems with Artificial Gauge Fields
利用Floquet理论，将Schriff-Wolff变换推广到周期驱动系统.该方法被应用到周期驱动，强相互作用的费米-哈伯德模型，我们确定了两个制度，导致不同的有效低能哈密顿量。在非共振区，我们实现了一个耦合到静态规范场的相互作用自旋模型，其每个元格的通量为非零。在共振区，哈伯德相互作用是驱动频率的倍数，我们推导出一个有效的哈密顿具有doublon缔合和解离过程。该哈密顿量的基态经历有序相和无间隙Luttinger液相之间的相变。可以通过改变周期性驱动的幅度来在不同相位之间调谐系统。
2016-03-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Detecting Fractional Chern Insulators in Optical Lattices through Quantized Displacement
最近，由于利用合成规范场设计光晶格，提供了所需的拓扑能带结构，实现了冷原子系统中物质的相互作用拓扑态，如分数陈氏绝缘体（FCI），这已经进入了实验范围。然而，检测它们的发生可能被证明是困难的，因为类似于在固态系统中的输运测量是具有挑战性的，在冷原子setups. We设置和替代品进行证明，$ν= 1/2$ FCI状态实现在最低频带的相互作用玻色子的Harper-Hofstadter模型的谐波囚禁势限制，分数量子化的霍尔电导率$σ_{xy}$可以通过原子云在恒定力作用下的位移来精确地确定，该恒定力提供了用于检测状态的拓扑性质的合适的实验可测量信号。使用矩阵产品状态算法，我们表明，在圆柱形和正方形的几何形状，在时间上的粒子云的运动下施加一个恒定的力场上的限制潜力是成比例的$σ_{xy}$的扩展范围内的场强。
2020-12-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
U(3) artificial gauge fields for cold atoms
我们提出了一种利用2-三脚架方案来产生人工非阿贝尔$U(3)$规范场的方法，即两个三脚架配置共享一个共同的基态能级，并由共振单光子跃迁驱动.利用四束拉盖尔-高斯激光和两束厄米-高斯激光的适当组合，我们能够产生碱金属和碱土金属原子的$U(3)$自旋轨道耦合和$U(3)$自旋轨道耦合。这种2-三脚架方案为研究受$U(3)$ -单极子作用的相互作用旋量凝聚体开辟了道路。
2014-08-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin-orbit coupling in the kagome lattice with flux and time-reversal symmetry
研究了Kagome晶格上自旋轨道耦合的Hofstadter模型的拓扑性质。该模型是时间反演不变的，并实现了一个$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体作为人工规范场的结果。我们开发的拓扑参数来描述这个系统，显示三个不等价的网站在一个单元格和一个平坦的能带在其能谱中除了拓扑色散能带。我们展示了自旋翻转过程和不同类型的在位势的拓扑相的稳定性。特别是，我们还解决的情况下，现场能源可能会有所不同的单位细胞内。此外，在晶格上的交错势可以实现半满情况下的拓扑相。另一个有趣的结果是发生的拓扑相大的现场能源。为了描述系统的拓扑性质，我们使用的扭曲边界条件的基础上的数值方法，我们开发了一个数学方法，相关的光滑领域。
2021-05-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Simulating artificial one-dimensional physics with ultra-cold fermionic atoms: three exemplary themes
二十多年来，超冷原子系统已经形成了一个几乎完美的舞台，用于模拟不同的量子多体现象，并揭示其不明显且往往违反直觉的特征。由于对不同参数的极其精确的可控性，它们能够捕获不同的量子特性，这些特性以前只被认为是理论上的好奇心。在这里，我们从三个主观选择的趋势，目前正在积极的实验验证的角度来探讨好奇的一维量子世界的费米子的当前实验进展：（i）吸引相互作用的费米子混合物中的非常规配对，（ii）费米子系统受到人工自旋轨道耦合，（iii）费米子气体的原子具有高SU（N）对称性的内部状态。
2020-06-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Controlling Transport of Ultra-Cold Atoms in 1D Optical Lattices with Artificial Gauge Fields
我们表明，最近开发的光晶格与Peierls替代-这可以被建模为一个复杂的隧道系数的晶格-可以用来诱导超冷原子的可控量子输运。特别是，我们表明，通过斜升的相位的复杂的隧道系数在空间上均匀的方式，有限的准稳态电流（QSSC）englance从非相互作用的费米子的确切动力学。电流的方向和幅度可以由总相位差控制，但不能由斜坡的细节控制。当QSSC持续时，纠缠熵并没有增加。由于不同的自旋统计，凝聚的非相互作用玻色子在相同的设置下不支持有限的QSSC。我们还发现，一个近似形式的QSSC生存时，相互作用，弱谐波背景陷阱，和有限的温度存在的微扰效应，这表明我们的研究结果应该与现有的实验能力观察。
2012-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
