Spin squeezing in Bose-Einstein condensates: Limits imposed by decoherence and non-zero temperature
研究了相互作用双模凝聚体中动态产生的自旋压缩。我们表明，粒子损失和非零温度效应在多模理论完全改变了大原子数的最佳压缩的标度。我们提出了新的标度，并给出了热力学极限下压缩的近似解析表达式。除了回顾我们最近的理论结果，我们在这里给出一个简单的物理图像退相干如何限制压缩。我们特别指出，在一定条件下，由于损耗和非零温度的退相干作为一个简单的退相。
2011-09-12 cond-mat.quant-gas
Creation and revival of ring dark solitons in a toroidal Bose-Einstein condensate
提出了一种在环形囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体中同时控制产生多个同心环暗孤子的方案。这些孤子衰减成涡旋-反涡旋项链，显示了孤子结构的复兴，但最终成为量子湍流的一个例子。
2013-09-03 cond-mat.quant-gas
Spin-orbit coupling induced geometric squeezing in rotating Bose-Einstein condensates
Shanxi University（山西大学）；Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
提出在赝自旋-1/2 BEC中通过自旋-轨道耦合实现几何压缩的新方法，利用虚自旋翻转过程诱导最低朗道能级内的有效双声子跃迁，产生指数压缩动力学，并通过π/2自旋旋转实现双模几何压缩。
2026-06-29 cond-mat.quant-gas
Spin squeezing in a spin-orbit coupled Bose-Einstein condensate
研究了拉曼诱导自旋轨道耦合下自旋为1/2的玻色-爱因斯坦凝聚体的自旋压缩。在双光子共振和弱喇曼耦合条件下，系统具有两个简并基态，利用这两个基态我们建立了一个有效的双模模型。双模模型的哈密顿量采用单轴扭转哈密顿量的形式，已知单轴扭转哈密顿量会产生自旋压缩。更重要的是，我们表明，SOC提供了一个方便的控制旋钮来调整自旋压缩负责的自旋非线性。具体地说，自旋非线性强度可以被调谐到与两体密度-密度相互作用相当，因此远大于传统的双组分BEC系统，如$^{87}$ Rb和$^{23}$ Na在没有SOC的情况下的本征自旋相关的相互作用强度。此外，还讨论了实验实现。
2020-05-19 cond-mat.quant-gas
Self-interference of a toroidal Bose-Einstein condensate
我们证明了环形陷阱和相关的环形几何在诱导环形玻色-爱因斯坦凝聚体的自干涉中所起的作用。我们首先展示如何存在的自干涉可以推断从维格纳函数表示的环。然后，使用解析表达式的时间演化的一个自由膨胀的环凝聚体和没有持续电流，我们表明，自干扰的环凝聚体是可能的，只有在没有持续电流。最后，我们提出了一个实验方案，利用环形自干涉产生环形暗孤子。
2013-12-12 cond-mat.quant-gas
Generation of Josephson vortices in stacked toroidal Bose-Einstein condensates
本文提出在耦合同轴环形玻色-爱因斯坦凝聚体中制备不同拓扑荷态的实验方法，为直接观测旋转约瑟夫森涡旋开辟了道路。
2022-09-15 cond-mat.quant-gas
The Snake Instability of Ring Dark Solitons in Toroidally Trapped Bose-Einstein Condensates
我们发现，环形暗孤子的蛇不稳定性的发病需要对称性破缺。我们还明确阐明虚Bogoliubov模式和蛇不稳定性之间的联系，预测产生的涡反涡对的数量。此外，我们提出了一个简单的模型，给出了一个物理动机，为什么蛇不稳定发生。最后，我们表明，紧限制在一个环形的潜力，实际上提高了孤子衰减由于孤子运动的抑制。
2012-10-15 cond-mat.quant-gas
Excitation spectrum of a toroidal spin-1 Bose-Einstein condensate
我们解析地计算了自旋为1的环形玻色-爱因斯坦凝聚体的Bogoliubov激发谱，该凝聚体在均匀磁场中，在超精细自旋的$m_F=\pm 1$分量中含有任意缠绕数的涡旋。我们表明，一个rotonlike频谱可以得到，或一个初始稳定的凝聚可以通过调整磁场的大小或捕获频率不稳定。不稳定性的结构可以通过测量自旋分量的粒子密度来分析。我们通过数值模拟证实了分析计算的有效性。
2013-09-19 cond-mat.quant-gas
Spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates held under toroidal trap
我们研究了在环形阱中合成自旋轨道耦合的准自旋- $1/2$玻色-爱因斯坦凝聚体，并表明该系统具有丰富的基态和亚稳态。随着中心空穴区域的增加，即，势从类谐波态向类环状态变化，凝聚态呈现出三角条纹、花瓣状和反循环态等多种结构。我们还表明，旋转系统具有奇异的旋涡配置。在准一维环的极限下，得到了量子多体基态，发现它是碎裂的凝聚体。
2016-10-29 cond-mat.quant-gas
Generation and decay of persistent current in a toroidal Bose-Einstein condensate
持续的电流，或“无摩擦的流动”，以及量子涡旋是超流性的标志。最近，在环形势阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体中，实验观察到原子的长寿命持续流动。这使得超流性的基础研究成为可能，并可能导致高精度计量学和原子电子学的应用。本文综述了我们最近对搅拌环形玻色-爱因斯坦凝聚体中持续电流产生的理论研究，并讨论了我们对原子电子电路中滞后现象的新研究。
2014-12-02 cond-mat.quant-gas
Superflow in a toroidal Bose-Einstein condensate: an atom circuit with a tunable weak link
我们在全光阱中的环形玻色-爱因斯坦凝聚体中产生了长寿命（~ 40 s）的持续电流。一个排斥性的光学屏障在凝聚回路中产生了一个可调的弱连接，这会影响回路周围的电流。当局部流速超过临界流速时，超流在屏障强度处突然停止。测得的临界速度是一致的耗散，由于创建涡-反涡对。该系统是基本闭环原子电路的首次实现。
2011-02-02 cond-mat.quant-gas
Squeezing Bose-Bose liquid drops
本研究基于含有限程效应的量子蒙特卡洛泛函，分析单维简谐势挤压的超稀玻色-玻色液滴，揭示临界原子数与约束强度的线性关系，且该泛函预测的临界数低于Lee-Huang-Yang模型。
2023-11-09 cond-mat.quant-gas
Stochastic phase slips in toroidal Bose-Einstein condensates
受最近实验的启发，我们研究了热噪声对具有旋转弱连接的环形玻色-爱因斯坦凝聚体中相位滑移的影响。我们推导出一个广义的Arkenius一样的随机相位滑移率的表达式。我们发展了一种方法来估计分离不同的超流状态的能垒。能垒消失的参数与动力学模拟得到的确定性相位滑移的临界参数一致，这证实了我们的能量分析的有效性。我们发现，增加热噪声降低了相位滑移阈值。然而，随机相位滑移的定量影响太小，无法解释理论和实验结果之间的显着差异。
2016-12-27 cond-mat.quant-gas
Squeezing in Bose-Einstein condensates with large numbers of atoms
我们研究了在多组分囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体中产生和测量大相对数压缩的可行性。在没有多模效应的情况下，这种压缩可以是任意大的任意大的凝聚，但一系列的过程限制了可测量的压缩在现实的陷阱配置。我们研究这些过程，并提出方法来减轻它们。我们的结论是，高水平的压缩与大量的原子是可行的，但实际上只能实现在特定的陷阱几何形状。我们还介绍了一种方法，最大限度地提高可测量的压缩，通过使用一个$π$脉冲在这个过程中，以改善空间模式匹配。
2013-07-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Formation of local and global currents in a toroidal Bose--Einstein condensate via an inhomogeneous artificial gauge field
本文研究了准一维和二维环形环境中，依赖于位置的人工规范场对原子玻色-爱因斯坦凝聚体的影响。在玻色-爱因斯坦凝聚体中，非均匀人工规范场分别通过沿环和涡旋的相位梯度诱导出全局和局部流。我们观察到两个不同的制度在系统中取决于径向尺寸的环和强度的规范场。对于弱人工规范场，角动量增加，正如预期的那样，以量子化的方式;然而，对于更强的场值，角动量表现出线性（非量子化）行为。我们还描述了非圆柱对称陷阱的角动量。
2021-12-08 cond-mat.quant-gas
Twist and Turn Squeezing in a Multi-Mode Bose-Einstein Condensate
本文研究了在大原子数玻色-爱因斯坦凝聚体中产生的扭曲和转动（TNT）压缩，目的是产生用于原子干涉的量子增强态。与以前的分析不同，我们研究的情况下，多模式的动态是显着的，不能被捕获的一个简单的单模模型。我们发现，在某些区域，通过仔细选择旋转参数，我们仍然可以获得压缩比通过单轴扭转（OAT）更快。
2022-02-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Geometric scale invariance as a route to macroscopic degeneracy: loading a toroidal trap with a Bose or Fermi gas
一个容易扩展的环形几何结构提供了一个机会，在玻色-爱因斯坦凝聚体中产生大规模的持续电流，为研究Kibble-Zurek机制，并为调查的环形捕获简并费米气体。我们详细考虑了玻色或费米气体从谐波陷阱等熵加载到尺度不变的环形制度，表现出高度的系统不变性时，增加环的半径的过程。在加载玻色气体所涉及的加热进行评估分析和数值，在临界温度以上和以下。我们的数值计算处理Hartree-Fock-Bogoliubov-Popov理论内的相互作用。简并度的变化极小，观察到在很宽的初始温度范围内，并确定了一个制度的冷却。通过研究系统的态密度，进一步分析研究了尺度不变性，揭示了玻色子和费米子在这个陷阱中的尺度不变性的鲁棒性。我们给出了分析结果的一个Escheras-Fermi治疗。我们计算了由于加载自旋极化的费米气体的加热，并与分析结果进行了比较，高，低温制度。费米气体在加载过程中受到不可约的加热，这是由于失去了一个热化自由度而引起的。
2010-05-04 cond-mat.quant-gas
Rotation of a Bose-Einstein Condensate held under a toroidal trap
在\cite{bssd}实验的基础上，对置于谐波加高斯阱中的旋转玻色-爱因斯坦凝聚体进行了数值和解析研究。旋转频率$Ω$必须保持在谐振势的捕获频率之下，我们发现凝聚体具有包含三角形涡旋晶格的环形形状。随着$Ω$接近$ω$，冷凝物的宽度和中心孔内的循环变大。我们能够提供的冷凝物的大小和流通的最低朗道能级极限和费米极限的分析估计，提供与实验相一致的分析。
2009-12-17 cond-mat.quant-gas
Measuring and engineering entropy and spin squeezing in weakly linked Bose-Einstein condensates
我们提出了一种方法来推导光晶格中玻色原子的单粒子熵，并研究了这种系统中熵的局域演化、自旋压缩和熵不等式对纠缠检测的影响。这种方法是基于实验上可行的测量非最近邻相干。我们研究了一个具体的例子，动态控制选定的网站之间的原子隧穿，并表明，这可能也可以提高计量相关的自旋压缩。
2013-02-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optimum spin-squeezing in Bose-Einstein condensates with particle losses
Laboratoire Kastler Brossel, ENS, UPMC（卡斯特勒-布罗塞尔实验室，巴黎高等师范学院，巴黎第六大学）；Department of Physics, East China Normal University（华东师范大学物理系）
研究玻色-爱因斯坦凝聚体中粒子损失时的自旋压缩问题，采用蒙特卡罗波函数方法，找到了最大可获得自旋压缩与多种参数的函数关系。
2026-07-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Parametric squeezing amplification of Bose-Einstein condensates
从理论上研究了磁双阱势中玻色-爱因斯坦凝聚体压缩态的产生。通过以两倍的约瑟夫森频率周期性地调制两个阱之间的隧道耦合来产生数量或相位压缩态，即，通过参量放大。用多组态Hartree玻色子方法（MCTDHB）进行了模拟。我们采用最优控制理论，使冷凝物在最后一个时间完全停止，从而创建一个高度压缩状态（压缩因子为0.12，$ξ_S^2=-18$ dB）适合原子干涉。
2015-11-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Scalable Spin Squeezing for Quantum-Enhanced Magnetometry with Bose-Einstein Condensates
量子精密测量的一个主要挑战是产生具有宏观原子数的纠缠态。在这里，我们实验证明，通过非线性动力学产生的原子压缩在玻色-爱因斯坦凝聚体，结合适当的陷阱几何形状，允许缩放到大的合奏大小。对12300个粒子，我们实现了5.3（5）dB的涨落抑制，这意味着对于10个以上的$^7$原子也可以实现类似的压缩。有了这个资源，我们展示了量子增强磁强计交换压缩状态的磁敏感的超精细水平，具有可忽略的非线性。我们发现一个量子增强的单次激发的灵敏度为310（47）pT的静态磁场中的探头体积小到90 $μ$ m $^3$。
2014-05-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Self-induced Spatial Dynamics to Enhance Spin-Squeezing via One-Axis Twisting in a Two-Component Bose-Einstein Condensate
本文从理论上研究了一种利用凝聚体的平均场动力学来增强二分量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中自旋压缩的方案。由于散射长度的不对称性，两个分量在空间分离和重新组合的地方表现出密度振荡。当两个分量在空间上分离\cite{treutlein2010}时，负责自旋压缩的有效非线性增加了三个数量级。我们使用截断Wigner方法对系统进行多模模拟，并表明这种方法可以用于在有效非线性通常太小的系统中产生显着的自旋压缩，并且由大粒子数产生的强空间动力学不一定不利于产生自旋压缩。我们开发了一个简化的半解析模型，给出了很好的协议与我们的多模模拟，并将是有用的预测自旋压缩在一系列不同的系统。
2014-08-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin Squeezing of a Bose-Einstein Condensate via Quantum Non-Demolition Measurement for Quantum-Enhanced Atom Interferometry
本文从理论上研究了利用量子非破坏测量来提高玻色凝聚原子干涉测量的灵敏度。特别是，我们关心的是提高现有的高精度原子干涉仪设备，因此限制自己稀释原子样品，并使用自由传播光，或光学腔在弱耦合制度。我们找到了最佳的参数制度，自旋压缩和原子损失之间的平衡，并发现显着改善灵敏度是可能的。最后，我们考虑使用压缩光，并表明这可以进一步提高灵敏度。
2020-05-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bose-Einstein condensates in toroidal traps: instabilities, swallow-tail loops, and self-trapping
我们研究了在没有耗散的情况下，超冷玻色子气体被困在环形几何中并由旋转驱动的稳定性和动力学。我们首先划定，通过Bogoliubov模式扩展，区域的稳定性和性质的排斥和吸引力的相互作用强度的系统的不稳定性。为了研究系统对旋转速率变化的响应，我们引入了“无序”势，打破了旋转对称性。我们证明了绝热性的故障的旋转速率是缓慢变化的，并发现系统的本征态之间的强制隧道。非绝热性通过在最低能级中出现燕尾环来表示，这是滞后的一般标志。然后，我们表明，该系统是在一对一的对应关系，在一个双阱势的捕获气体，从而表现出宏观量子自陷。最后，我们指出自陷是最低能级行为的直接表现。
2013-01-25 cond-mat.quant-gas
Limit of spin squeezing in trapped Bose-Einstein condensates
Laboratoire Kastler Brossel, École Normale Supérieure and CNRS, UPMC（卡斯特尔布罗塞尔实验室，巴黎高等师范学院和法国国家科学研究中心，巴黎第六大学）；Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）
研究捕获的玻色-爱因斯坦凝聚体中自旋压缩的极限，采用经典场模拟及完全解析处理（含量子情况），确定实际捕获情形下的极限，为利用自旋压缩态用于原子钟及量子计量学研究提供依据。
2026-07-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Accelerating many-body entanglement generation by dipolar interactions in the Bose-Hubbard model
自旋压缩协议允许动态生成大规模关联量子多体态，其可以用于纠缠增强计量学和技术。我们研究了一个在具有偶极相互作用的两分量玻色-哈伯德模型中实现的产生扭曲动力学的量子模拟器。我们发现，在超流相的原子之间的接触和长程偶极相互作用的相互作用激活各向异性双轴反扭曲机制，加速自旋压缩动力学，并允许海森堡有限的光谱测量的准确性。
2022-08-08 cond-mat.quant-gas
Spin-orbit-coupled spin-1 Bose-Einstein condensates in a toroidal trap: even-petal-number necklacelike state and persistent flow
自旋-轨道耦合具有新颖的自旋翻转对称性，自旋为1的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体具有有意义的相互作用，环形陷阱具有拓扑非平凡性。我们将这三个结合在一起，并研究在Rashba自旋轨道耦合自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体与环形陷阱的基态相图。自旋翻转对称性产生了两个不同的有趣的阶段：持续流与单位相位绕组之间的三个组件的差异，项链状态与偶数花瓣数。通过二维数值计算和一维方位角解析模型对这些相的参数区域和性质进行了表征。
2021-09-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
A dynamic scheme for generating number squeezing in Bose-Einstein condensates through nonlinear interactions
利用超精细能级间的干涉和原子间的非线性相互作用，发展了一个在玻色-爱因斯坦凝聚体中产生数压缩的方案。我们描述的计划，使用多模量子场模型，并找到一个简单的解析模型在某些制度的协议。我们证明了该方案给出了强压缩的参数和原子物种的现实选择。即使系统的初始噪声是经典的并且比泊松分布的噪声大得多，数字压缩也可以导致噪声远低于量子极限。
2011-10-17 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Spin squeezing, entanglement and quantum metrology with Bose-Einstein condensates
压缩态是一种特殊的纠缠态，是量子精密测量的重要资源。在干涉传感器中，它们允许克服干涉仪内的单个光子或原子的独立性质所引起的“经典”投影噪声限制。由于量子纠缠对度量学的潜在影响以及纠缠背景下的基本问题，人们在理论和实验上都对压缩态进行了大量的研究。在量子光学中首次提出并产生了用于量子增强计量学的压缩态，其中压缩变量是光场的相干性。在本教程中，我们重点讨论原子系统中的自旋压缩。介绍了它的概念，讨论了它在玻色-爱因斯坦凝聚体中的产生。我们详细讨论了相干自旋压缩的产生和直接检测所需的实验条件。讨论了基于运动自由度的自旋压缩和基于内超精细自由度的非绝热自旋压缩的两个典型实验。
2012-03-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Twist-and-Turn Spin Squeezing in Bose-Einstein Condensates
基于线性耦合和非线性相位演化之间的相互作用，我们实验证明了一种动态产生原子自旋压缩的替代方法。由于由此产生的量子动力学可以看作是广义布洛赫球上的旋转和剪切，我们称这种方案为扭曲和转动（TnT）。这与该系统经典极限的潜在不稳定性密切相关。量子态的短时演化受量子不确定性在一个方向上的快速初始扩展所支配，并伴随着正交轴上的压缩。我们发现在单个BEC中$ξ_{\text{S}}^2=-7.1(3)$ dB的最佳值和具有$ξ_{\text{S}}^2=-2.8(4)$ dB的压缩到超过10^4个粒子的可扩展性。
2015-07-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamical generation of geometric squeezing in interacting Bose-Einstein condensates
本文针对相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体，揭示超流稳定性是淬灭后无法产生几何压缩的关键，并提出通过破坏稳定性判据实现快速指数抑制量子涨落的动力学方案。
2025-08-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Parametric triggering of vortices in toroidally trapped rotating Bose-Einstein condensates
我们研究了在环形阱中触发旋转的玻色-爱因斯坦凝聚体产生涡旋的过程，所用的阱参数为激光束腰和高斯势深。通过数值求解二维时间相关的Gross-Pitaevskii方程，当我们改变高斯势深时，当照射激光束的束腰与凝聚体的面积一致时，我们观察到涡旋结构的变化和涡旋数量的显著增加。通过计算冷凝物的均方根半径，我们确认作为冷凝物的均方根半径和激光束腰之间的比率的函数产生的涡旋的数量的变化。特别地，当上述比率接近值0.7时，隐藏涡旋的数量达到最大值。我们发现在高斯势较深的情况下，涡旋的数量变化较快，并且我们得出结论，较大的束腰和较深的高斯势产生更多的涡旋。此外，我们计算的涡的数量使用费曼规则与托马斯费米近似，并与数值结果进行比较。我们还观察到临界转动频率随高斯势深度的增加而减小。
2022-11-19 cond-mat.quant-gas
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
Vortex states and spin textures of rotating spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates in a toroidal trap
研究了旋转二维环形阱中Rashba自旋轨道耦合赝自旋1/2玻色-爱因斯坦凝聚体的基态性质.在自旋轨道耦合（SOC）不存在的情况下，旋转频率的增加增强了初始混溶BEC巨涡的形成，而初始不混溶BEC则会形成具有不规则隐涡结构的半环密度斑图.在没有旋转的情况下，强的2D各向同性SOC产生最初不混溶的BEC的螺旋状条纹相。系统地讨论了转动、SOC和原子间相互作用对系统基态涡旋结构和典型自旋织构的综合影响。特别是，当旋转频率高于临界值时，各向同性SOC的增加有利于在每个分量中出现可见的涡环，并伴随着一个隐藏的巨涡和一个（多个）隐藏的涡环。在一维各向异性SOC的情况下，大的SOC强度导致隐藏的线性涡串的产生和从初始相分离（相混合）相混合（相分离）的过渡。此外，在该系统中还发现了特殊的自旋织构，包括skyrmion晶格、skyrmion对和skyrmion弦。
2017-03-04 cond-mat.quant-gas
Realization of a Synthetic Hall Torus with a Topological Charge Pump in a Spinor Bose-Einstein Condensate
Institute of Atomic and Molecular Sciences, Academia Sinica（中央研究院原子与分子科学研究所）；Department of Physics, University of Mumbai（孟买大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, Purdue University（普渡大学物理与天文学系）；Department of Physics, National Tsing Hua University（国立清华大学物理系）
利用极化玻色-爱因斯坦凝聚体在环形陷阱中实现合成霍尔环，通过控制相位实现密度调制，研究量子霍尔物理和拓扑现象。
2026-10-26 cond-mat.quant-gas
Collisional dynamics of multiple dark solitons in a toroidal Bose-Einstein condensate: Quasiparticle picture
研究了环形阱中玻色-爱因斯坦凝聚体中多个暗孤子的碰撞动力学。我们假设一个足够紧的约束在径向方向上，以防止可能的耗散效应，由于孤立子涡的存在。利用初始序参量的解析表达式，通过数值求解含时Gross-Pitaevskii方程，得到了不同的初始孤子阵列.由于孤子速度是保守的，由于缺乏耗散，我们能够应用一个简单的准粒子描述的孤子动力学。事实上，轨迹方程是根据每次碰撞产生的速度和角位移来写的，类似于无限一维系统。为了计算角位移，我们直接提取它们的轨迹所给出的格罗斯-Pitaevskii模拟，另一方面，我们表明，准确的值可以解析地获得通过适应一个公式有效的无限一维系统，涉及愈合长度，这在我们的非均匀系统必须评估的声速沿方位角方向。我们进一步表明，非常好的估计这样的声速可以直接确定通过使用的基态密度分布和压印相的值。我们讨论了可能的实现系统在这里提出使用目前的实验技术。
2019-02-12 cond-mat.quant-gas
Inflationary Dynamics and Particle Production in a Toroidal Bose-Einstein Condensate
本研究理论分析膨胀环面BEC对暴胀宇宙的模拟，揭示声子红移、阻尼及自发粒子产生机制，并指出其在原子密度与关联中的观测信号。
2024-06-14 cond-mat.quant-gas gr-qc
Enhanced squeezing for quantum gravimetry in a Bose-Einstein condensate with focussing
ARC Centre of Excellence for Engineered Quantum Systems, School of Mathematics and Physics, University of Queensland（澳大利亚国立大学量子科学与技术系）；Department of Quantum Science and Technology, Research School of Physics, Australian National University（澳大利亚国立大学物理研究学院量子科学与技术系）
本文提出一种改进方案，通过突然施加陷阱势能聚焦凝聚体，增强一轴扭曲相互作用，提升干涉仪的相位灵敏度，达到标准量子极限的20倍。
2026-04-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Vortices in a toroidal Bose-Einstein condensate with a rotating weak link
最近的一个实验[K.C. Wright et.等，Phys. Rev. Lett. 110，025302（2013）]，我们研究了环形捕获的玻色-爱因斯坦凝聚体中量子化循环态之间的确定性不连续跳跃。这些相位滑移是由旋转薄弱环节产生的涡流激励引起的。我们分析了由旋转势垒控制的局域凝聚密度耗尽和原子超流对环形凝聚中涡旋的能量和动力学稳定性的影响。我们在一个三维耗散平均场模型中模拟的冷凝物的动力学参数类似的实验条件。此外，我们认为远远超出了实验探索区域的搅拌冷凝物的动力学，并揭示复杂的涡旋动力学令人惊讶的表现。
2014-09-22 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Dissipation-induced squeezing
本文提出了一种利用耗散效应研究双模玻色系统的相位和数目压缩的方法。通过考虑双势阱中的冷玻色气体，证明了该方法的有效性。我们的形式主义的扩展到一个光晶格给出了控制的稳态相图的相边界，我们发现了一个新的相，其特征在于由一个非零的冷凝分数和热的粒子数统计。我们还展示了如何利用耗散在单模系统中实现振幅压缩。
2012-02-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ground states of dipolar spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates in a toroidal trap
本文研究了环形阱中偶极自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构。讨论了偶极-偶极相互作用（DDI）和自旋-轨道耦合（SOC）对系统基态的综合影响。作为SOC和DDI强度的函数，得到基态相图。作为两个新的自由度，DDI和SOC可以用来获得所需的基态相位和控制不同基态之间的相变。特别地，该系统显示出奇异的拓扑结构和自旋织构，如半量子涡旋、涡旋弦、涡旋项链、包含巨涡旋和隐藏反涡旋链的复杂涡旋晶格、不同的skyrmion、meron（half-skyrmion）-antieron（half-antiskyrmion）项链以及复合meron-antieron晶格.
2019-11-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Josephson-like oscillations in toroidal spinor Bose-Einstein condensates: a prospective symmetry probe
约瑟夫森结是许多现有量子技术中使用的超导电路的基本成分。此外，超冷原子量子气体也成为研究超流性的重要平台。在这里，我们探讨了超导性和超流性之间的类比，提出了一个有趣的效果所造成的薄有限势垒在准一维环形旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。在这个系统中，流过势垒边缘的原子电流密度会发生振荡，就像超导体中流过约瑟夫森结的电流一样，但在我们的例子中，没有电流通过势垒。我们还展示了非平凡的对称性破缺状态的旋量BEC如何改变这种约瑟夫森电流的结构，创造了探测旋量对称性的可能性，仅使用这种超流电流的测量。
2022-04-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Superfluidity of Bose-Einstein condensates in toroidal traps with nonlinear lattices
研究了在环形准一维势阱中存在周期性散射长度调制时玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的超流性质。几种类型的稳定的周期波的存在，范围从几乎均匀的弱相互作用和等距孤立子的非常破碎的链，证明。我们表明，这些波可以支持持久的原子流和声波与光谱的Bogoliubov型。碎裂的凝聚体可以被看作是约瑟夫森结的阵列，而电流则是直流约瑟夫森效应的BEC表现。线性缺陷对BEC超流性的影响也进行了研究。我们发现，对于亚临界速度，线性缺陷是静态的相对于晶格（而冷凝物移动相对于光晶格和缺陷）保持BEC超流性。
2012-01-01 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Rebuilding of destroyed spin squeezing in noisy environments
研究了单轴驱动扭转方案下铁磁偶极自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体的自旋压缩过程，重点研究了噪声环境（杂散磁场）对自旋压缩的破坏作用.通过施加级联动态解耦脉冲序列和中等偏置磁场来抑制噪声环境的影响，我们在真实的实验条件下忠实地再现了自旋压缩过程。我们的抗噪声方法可用于在偶极自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体中产生自旋压缩态，为实现海森堡极限量子精密测量提供了一条可行的途径
2017-11-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Entanglement in an expanding toroidal Bose-Einstein condensate
本文研究了膨胀环形玻色-爱因斯坦凝聚体中声子产生导致的纠缠，利用高斯态技术量化了退相干和初始压缩态对纠缠的影响，并提出了实验测量协方差矩阵关联的协议。
2023-07-14 cond-mat.quant-gas gr-qc
Vortex excitation in a stirred toroidal Bose-Einstein condensate
受最近实验的启发[Wright等人，Phys.Rev.A88，063633（2013）]，我们研究了由窄的蓝色失谐光束搅拌的环形BEC中的涡旋的形成。在二维平均场模型的框架下，我们研究了参数与实验条件相匹配的凝聚体的耗散动力学。涡-反涡对出现在搅拌器的中心附近的大部分冷凝物中，用于搅拌梁的缓慢运动。当障碍物的角速度大于某一临界值时，外缘面模态发展并分裂成进入凝结环的旋涡。我们确定了在搅拌的环形冷凝物中产生涡旋激发的条件，并将我们的结果与实验观察进行了比较。
2014-08-14 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Superflow decay in a toroidal Bose gas: The effect of quantum and thermal fluctuations
从理论上研究了扰动势垒引起的超冷原子超流体中持续电流的随机衰减。具体来说，我们进行了详细的三维模拟，以模拟Kumar等人在[Phys. Rev. A 95 021602（2017）]中的实验，该实验观察到超冷玻色气体中超流衰减的时间尺度具有很强的温度依赖性。我们的从头算数值方法利用了一个经典的场框架，其中包括由于超流体和热云之间的相互作用，以及玻色气体的内在量子涨落的热波动。在低温制度，我们的模拟提供了一个定量描述的实验衰变时间尺度，改善以前的数值和分析方法。在更高的温度下，我们的模拟给出了在实验中观察到的相同数量级范围内的衰变时间尺度，然而，存在一些定量差异，这些差异没有被我们探索的任何机制所捕获。我们的研究结果表明，需要进一步的实验和理论研究超流稳定性。
2021-10-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum enhanced sensing by echoing spin-nematic squeezing in atomic Bose-Einstein condensate
量子纠缠可以提供超过标准量子极限（SQL）的增强的精度，这是经典手段可实现的最高精度。然而，要观察到大的增强仍然具有挑战性，这受到准备、维持、操纵和检测纠缠的实验能力的限制。在这里，我们提出了非线性干涉方案的基础上回声自旋压缩，以实现创纪录的高增强因子的原子玻色-爱因斯坦凝聚体。回波是通过自旋压缩真空的状态翻转来实现的，自旋压缩真空用作探测状态，并且在对编码的信号进行近无噪声放大的同时被重新聚焦回到未压缩的初始状态附近。在26400个原子的双模式SQL以上的小角度拉比旋转的灵敏度为$21.6\pm0.5$分贝（dB），以及$16.6\pm1.3$ dB的相位传感在拉姆齐干涉仪观察。对于近谐振微波场感测，后者的绝对相位灵敏度在$18~μ\rm{m}^3$的探针体积处外推到$103~\rm{pT/\sqrt{Hz}}$。我们的工作突出了自旋压缩的优良多体相干性，并指出了它在原子磁力计、原子光钟、洛伦兹对称性破坏的基本检验等方面的可能量子相干应用。
2022-12-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Critical velocity for a toroidal Bose-Einstein condensate flowing through a barrier
我们考虑在最近的实验中采用的设置（Ramanathan等人2011 Phys. Rev. Lett. 106 130401）致力于研究在存在排斥性光学势垒的情况下环形玻色-爱因斯坦凝聚体的超流流动的不稳定性。使用Gross-Pitaevskii平均场方程，我们观察到，与我们在Piazza et al（2009 Phys. Rev. A 80 021601）中发现的一致，具有一个单位角动量的超流在临界强度的屏障处变得不稳定，并通过由涡旋-反涡旋线对湮灭执行的相位滑移机制衰减。虽然该图在定性上与实验结果一致，但Gross-Pitaevskii方程不能很好地再现测量的临界势垒高度，表明热波动可能起重要作用（Mathey等人，2012 arXiv：1207.0501）。作为另一种解释的差异，我们认为成像系统的有限分辨率的影响。在临界点处，障碍物附近的超流速度总是在该区域的声速$v_{\rm barr}=c_{\rm l}$的数量级。特别是，在流体动力学制度（在上述实验中没有达到），临界点是通过应用朗道标准内的障碍区。另一方面，Feynman临界速度$v_{\rm f}$远低于观测到的临界速度。我们认为，这是一个一般特征的Gross-Pitaevskii方程，我们有$v_{\rm f}=ε c_{\rm l}$与$ε$是一个小参数的模型。考虑到这些观测结果，关于超流体不稳定性的本质的问题仍然…
2013-04-26 cond-mat.quant-gas
Rotational properties of superfluid Fermi-Bose mixtures in a tight toroidal trap
我们考虑一个玻色-爱因斯坦凝聚体与一对费米超流体的混合物，被限制在一个环势中。我们从两个云的基态开始，确定它们的相分离和相共存的制度之间的边界。然后，我们转向系统的旋转响应。在相分离区，我们有质心激发。当两种物质共存时，光谱具有丰富的结构，由连续和不连续的相变组成。此外，对于一个合理的大的人口不平衡，它开发了一个明确的准周期性的行为，除了由于周期性的边界条件。因此，对于一个组分来说，处于平面波状态是有利的，具有均匀的密度分布，并且问题类似于单组分系统的问题。
2020-07-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering phase and density of Bose-Einstein condensates in curved waveguides with toroidal topology
本文研究了椭圆度诱导曲率对准一维闭环波导中玻色-爱因斯坦凝聚体的影响，发现曲率与相互作用共同导致密度调制和相位积累现象，为受限几何中量子态的工程化提供了新见解。
2023-10-23 cond-mat.quant-gas nlin.PS
The influence of the interaction between quasiparticles on parametric resonance in Bose-Einstein quasicondensates
我们对实验[1]进行了模拟，其中有效一维相互作用常数的时间修改用于创建具有相反速度的原子对。模拟结果清楚地表明了有限温度下准粒子间相互作用对原子对产生过程的巨大影响，解释了实验中相对较小的原子对产生和不存在数量压缩。
2018-04-23 cond-mat.quant-gas
Spin drag in noncondensed Bose gases
我们展示了随时间变化的磁场如何导致旋量玻色气体中的自旋动力和自旋阻力。我们建议观察这些效应在一个环形陷阱，并分析这个特定的建议在一些细节。在线性响应制度，我们定义了一个传输系数，这是类似于通常的电子双层系统中的阻力。由于原子-原子散射的玻色增强，该系数随着温度的降低而强烈增加。我们还研究了加热的影响。
2009-07-17 cond-mat.quant-gas
