First Principle Predictions for Cold Fermionic Gases Near Criticality via Critical Boson Dominance and Anomaly Matching
本文利用基于临界玻色子交换和伸缩反常匹配的有效场论,对幺正极限附近的冷费米气体的压缩率和磁化率给出了解析预测,并在有效场论适用窗口内与数值模拟高度吻合。
2024-09-27 cond-mat.quant-gas hep-ph hep-th
Fractonic criticality in Rydberg atom arrays
该研究提出可在交叉里德伯链双层结构中实现分形子量子临界点,通过临界伊辛共形场论与马约拉纳平均场方法验证了退耦临界链图像,并推导了亚维临界性的实验特征信号。
2024-09-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Spin-models, dynamics and criticality with atoms in tilted optical superlattices
我们发现,倾斜光学超晶格中的原子提供了一个平台,探索耦合自旋链的形式,不存在于其他系统。特别是,使用周期-2超晶格在1D中,我们表明,耦合伊辛自旋链与XZ和ZZ自旋耦合项可以工程。我们使用优化的张量网络技术来探索这些模型中的临界性和非平衡动力学,在当前实验中可以访问的制度中找到三临界伊辛点。这些设置是研究低熵物理的理想选择,因为初始熵在实现自旋模型时被“冻结”,并提供了一个可以从相互作用投影模型中产生的复杂临界行为的例子。
2019-08-29 cond-mat.quant-gas
Optical Kagome lattice for ultra-cold atoms with nearest neighbor interactions
我们提出了一个方案,以实现一个光学Kagome晶格的超冷原子与最近邻网站和规范势之间的可控s波相互作用。原子占据三个不同的内部原子能级,能级之间具有电磁感应耦合。我们表明,通过适当地移动三角晶格势,经历了原子在不同的水平,Kagome晶格可以实现只有两个驻波,产生一个高度挫折的量子系统的原子。
2009-06-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Localization and criticality in antiblockaded 2D Rydberg atom arrays
可控的里德伯原子阵列为平衡态和非平衡态量子物质的基本性质提供了新的见解。在本工作中,我们研究了在反阻塞(易化)条件下,实验相关的位置无序对囚禁在二维正方晶格中的里德伯原子的影响。我们表明,促进条件导致的连通图的一个特定的子空间的完整的希尔伯特空间,形成一个二维Lieb格,其特点是一个奇异的平带。值得注意的是,我们发现三个不同的制度作为无序强度是不同的:一个关键的制度,离域,但nonergodic制度,和一个制度与无序诱导的平带。临界区的存在主要取决于我们模型中的奇异平带,并且在任何一维阵列或梯形系统中都不存在。我们建议使用淬火动力学探测三个不同的制度实验。
2021-12-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Criticality and Population Trapping of Fermions by Non-Equilibrium Lattice Modulations
研究了三维光晶格中相互作用费米子原子的超冷气体,其中晶格势强度是周期性调制的。这种非平衡系统的非微扰描述的Mott-Hubbard系统采用广义动力学平均场论(DMFT)的Keldysh-Floquet-Green函数的方法。不同原子之间的强排斥相互作用导致平衡系统的莫特绝缘体状态,但是在零温度下的额外外部驱动产生非平衡量子临界行为,其中产生无限数量的Floquet状态并且给出到液体和导电相的转变。
2016-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum Many-Body Scars and Quantum Criticality
在这封信中,我们研究了具有外部磁场的PXP哈密顿量,它同时表现出量子疤痕态和量子临界性。该模型在零磁场下具有一系列违反量子热化的量子多体疤痕态,并且在有限磁场驱动下具有Ising量子相变.虽然前者涉及一般激发态的性质,后者涉及低能物理,我们发现它们之间的两个令人惊讶的联系,灵感来自于观察到的两个状态具有对数体积定律纠缠熵。首先,我们证明了量子多体疤痕态可以追踪到一组量子临界态,其性质可以理解为成对占据的费米海态。第二,我们证明了量子热化的部分破坏减少在量子临界制度。我们设想,这些连接可以扩展到一般情况下,很容易在现有的冷原子实验平台验证。
2021-08-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum criticality and nonequilibrium dynamics on a Lieb lattice of Rydberg atoms
Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);University of Illinois at Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);University of Toronto(多伦多大学);QuEra Computing Inc.(QuEra计算公司);Princeton University(普林斯顿大学)
研究通过量子实验、数值计算和分析方法,探讨了利布晶格上瑞利德原子的量子模拟,揭示了密度波有序相、量子液-气相变及非平衡淬火的动力学行为,展示了中性原子模拟器在复杂相、亚稳态和热化动力学中的应用前景。
2026-05-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Stückelberg-Interferometry with ultra-cold atoms
我们表明,以及如何超冷原子在一个加速的双带晶格是一个受控的实现朗道-齐纳-Stückelberg干涉。
2010-12-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Meson spectroscopy of exotic symmetries of Ising criticality in Rydberg atom arrays
PASQAL SAS(帕斯卡尔公司);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);Imperial College London(伦敦帝国理工学院)
研究伊辛临界性 exotic 对称性 在 零子原子阵列中,通过可调几何实现链和阶梯结构,发现与E8一致的质量谱,并首次观测到伊辛激发的束缚态谱。
2026-04-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum criticality and universal scaling of strongly attractive spin-imbalanced Fermi gases in a 1D harmonic trap
研究了一维谐振子势阱中强吸引费米气体的热力学和量子临界性。有限的温度密度分布,熵,压缩性和磁化率的被困气体的局部密度近似的热力学分析结果进行了研究。我们表明,目前的实验能够测量普适Tomonaga-Luttinger液体物理和量子临界的一维强相互作用费米气体。结果提供了对自旋不平衡原子费米气体的相图的关键特征的最近测量的见解[Liao等人,Nature 467,567(2010)],并指出进一步研究超冷原子费米气体中的量子临界现象。
2011-05-13 cond-mat.quant-gas
Quantum-gas microscopes - A new tool for cold-atom quantum simulators
这篇“展望”论文简要概述了量子气体显微镜的最新发展,以及它们如何用于构建下一代冷原子量子模拟器。
2016-06-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Improving cold-atom sensors with quantum entanglement: Prospects and challenges
量子纠缠已经在冷原子实验中产生和验证,并用于在散粒噪声极限以下进行原子干涉测量。然而,当前最先进的冷原子装置利用可分离的(即,未纠缠的)原子状态。这篇观点文章提出了一个问题:纠缠能有效地改善冷原子传感器吗?从某种意义上说,它能提供目前最先进的设备无法实现的新的传感能力。我们简要回顾了精密冷原子传感的最新技术,重点关注时钟和惯性传感器,确定纠缠可能给这些设备带来的潜在好处,以及实现这些好处需要克服的挑战。我们调查了在冷原子系统中产生计量学上有用的纠缠的方法,注意到它们的相对优势和劣势,并评估了它们在近中期量子增强冷原子传感中的前景。
2021-04-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum simulation of a 2D quasicrystal with cold atoms
我们描述了一种方法,以获得一个二维准周期平铺与八重对称使用冷原子。一系列这样的光学平铺,相关的尺度变换,获得了一系列特定值的原子的化学势。的光学系统的理论模型进行了描述和比较,与著名的切割和项目的方法为Ammann-Beenker平铺。这种类型的冷原子结构应该允许模拟几个重要的晶格模型相互作用的量子粒子和准晶体中的自旋。
2016-09-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
A simpel and versatile cold-atom simulator of non-Abelian gauge potentials
我们展示了如何一个单一的,谐波囚禁原子在一个定制的磁场可以用来模拟一个广泛的类的非阿贝尔规范位的影响。我们演示了如何实现Rashba或线性Dresselhaus耦合,或观察{ \em Zitterbewegung}的狄拉克粒子。
2010-02-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ultra-cold Single-Atom Quantum Heat Engines
提出了一种基于超冷原子技术的单原子量子热机方案。在高度控制典型的冷原子系统的基础上,我们证明了三个典型的热机-卡诺,奥托和柴油机-是在最先进的技术范围内,它们的性能可以通过实验进行基准测试。我们讨论了这些引擎的实现使用现实的参数,并考虑摩擦的影响,限制了在现实生活中的实验中获得的最大性能。我们进一步考虑使用超绝热变换,允许提取有限量的功率以保持最大(实际)效率,并考虑运行此类协议的能量成本。
2018-12-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Cold atom dynamics in crossed laser beam waveguides
研究了由两束不同强度的红失谐激光和一束位于拐角处的蓝失谐激光构成的$L$形交叉光束光波导中的中性冷原子动力学。与振动冷却过程相配合,这种设置就像一个单向设备或“原子二极管”。
2010-03-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Cold atom scattering by cavity fields in a two-dimensional geometry
本文给出了二维腔场与冷原子散射的量子理论。一个不同的制度从通常的拉曼-纳特,布拉格和Stern-Gerlach制度的调查,考虑的情况下,腔光场作为一个排斥和吸引力的二维潜力。导出了原子与腔场相互作用后发现原子退激与否的散射长度(三维散射截面的二维近似)的一般表达式。当入射原子的动能大于原子与光场的相互作用能时,与经典拉比极限的关系被建立起来。在入射原子动能低得多的冷原子区,散射过程表现出非常特殊的性质与准束缚态的原子运动诱导的吸引势的腔光场。
2010-02-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Metrology with Cold Atoms
量子精密测量是利用量子原理实现精密测量的科学。由于冷原子操控和探测技术的发展,冷原子系统为实现精密量子精密测量提供了良好的平台。本章介绍了量子精密测量的一般过程和冷原子量子精密测量的一些实验进展。首先,我们给出了量子精密测量的一般框架和量子参数估计的核心--量子费舍尔信息的计算。然后介绍了单粒子态和多粒子态的量子干涉。特别地,对于一些典型的多粒子态,我们分析了它们的极限测量精度,并展示了量子纠缠如何将测量精度提高到标准量子极限之外。此外,我们还回顾了冷原子系统量子精密测量的一些实验进展。
2013-11-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Brillouin propagation modes of cold atoms in dissipative optical lattices
从塞曼基态子能级相空间密度的半经典方程出发,导出了探测驱动下耗散光晶格中冷原子平均速度的精确级数展开式.这种扩展允许识别特定驱动的传播原子波对电流的精确贡献,以及提供过渡到无限密度状态的一般阈值。
2022-09-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jet-Loaded Cold Atomic Beam Source for Strontium
我们报告的设计和表征的冷原子源的锶(Sr)的基础上的二维磁光阱(MOT),是直接加载从原子射流的分配器。我们通过测量三维MOT的加载率来表征源的原子通量。我们发现加载速率高达每秒$10^{8}$原子。该装置结构紧凑,易于构造,并且具有低功耗。它解决了降低Sr冷束源复杂性的长期挑战,这与基于超冷Sr的光学原子钟和量子模拟和计算设备相关。
2023-02-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Optical transport of cold atoms to quantum degeneracy
State Key Laboratory for Mesoscopic Physics and Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics, School of Physics, Peking University(北京大学物理学院介观物理国家重点实验室和纳米光电前沿科学中心)
利用移动光学晶格实现冷原子快速传输至量子简并态,效率超60%,产生40%凝聚分数的简并气体,用于量子传感与计算。
2026-02-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Long-range gravitational-like interaction in a neutral atomic cold gas
准共振激光在冷原子云中产生长程吸引力。我们利用这种力在实验室中建立一个具有一维类引力相互作用的粒子质点系,在流体水平上建模。我们给出了这样的相互作用在冷锶气体的实验证据,研究云的密度分布,其大小作为原子数的函数,和它的呼吸振荡。
2013-01-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Generating Steady Topologically Non-Trivial Artificial Spin Texture with Cold Atoms
本文提出了一种在冷原子系统中产生稳定的拓扑非平凡人工自旋织构的方案。给出了用拉盖尔-高斯光束产生电荷为1的Skyrmion织构的例子。这为研究冷原子系统中量子霍尔铁磁性的skyrmion激发提供了一个方案。
2014-08-30 cond-mat.quant-gas
Cold atoms: A field enabled by light
除了作为能源,光还可以将原子气体冷却到有史以来测量的最低温度,在那里原子运动几乎停止。冷原子的研究领域已经成为一个多学科的领域,高度相关,例如,用于精密测量、量子气体、多体物理学模拟和原子光学。在这篇焦点文章中,我们介绍了2015年所看到的领域,并强调了掌握在其发展中所发挥的根本作用。
2015-06-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Optical resonance shifts in the fluorescence of thermal and cold atomic gases
我们表明,铷原子的冷气体的荧光的共振位移基本上不同于那些遵守标准连续介质电动力学的热原子系综。分析是基于大规模的微观数值模拟和实验测量的共振位移在光传播的稳态响应。
2016-04-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Fast loading of a cold mixture of Sodium and Potassium atoms from compact and versatile cold atomic beam sources
本研究设计并表征了用于$^{23}$Na和$^{39}$K原子的2D$^+$MOT冷原子源,结合光诱导原子解吸技术大幅提升俘获率,实现了大原子数双物种冷混合物的高效加载,可支撑超冷量子混合物的量子模拟研究。
2023-08-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Nonequilibrium Quantum Fields: From Cold Atoms to Cosmology
Les Houches暑期学校关于“平衡之外的强相互作用量子系统”的讲座笔记。
2015-03-10 cond-mat.quant-gas hep-ph
Cold atoms beyond atomic physics
在过去的25年里,玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)和简并费米气体的制备和控制取得了很大进展。在这些冷原子系统中捕获、冷却和调整粒子间相互作用的进展导致人们可以对它们施加前所未有的控制。这项工作旨在表明,研究冷原子系统获得的知识可以应用于与它们有相似性和相似性的其他领域,前提是也知道并考虑到差异。我们专注于两个特定的领域,核物理和统计光学。核物理的讨论发生在考虑BCS-BEC交叉,其中我们比较冷费米气体与核和中子物质和原子核。我们将玻色-爱因斯坦凝聚和原子激光联系起来,通过两个系统的物质波性质来与统计光学进行类比。最后,我们提出了一些挑战,如果解决,将增加我们对冷原子系统的理解,从而,相关领域。
2021-02-20 cond-mat.quant-gas nucl-th
Disorder in low dimensions: localisation effects in spin glass wires and cold atoms
在本文中,我们回顾了我们小组最近在研究无序对显示相位相干性的系统的影响方面的活动。这些研究集中在介观金属自旋玻璃中的电子输运和无序势阱中的冷原子气体。
2009-10-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Synthetic Spin-Orbit Coupling in Two-level Cold Atoms
在受控量子系统如冷原子或囚禁离子中合成自旋-轨道耦合(SOC)一直是人们感兴趣的。在这里,我们显示,在理论上和计算上,一个最简单的实现SOC使用两个级别的冷原子相互作用,只有一个激光束。其基本机制是基于激光与原子相互作用的非绝热性质,原子的拉比频率和动能彼此相当。我们利用Zitterbewegung(ZB)振荡进一步说明了合成的SOC对二能级冷原子量子动力学的影响。我们希望我们的建议是SOC相关物理的量子模拟的实验兴趣。
2012-08-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Spin-orbit coupling and perpendicular Zeeman field for fermionic cold atoms: observation of the intrinsic anomalous Hall effect
提出了一种利用原子与激光场的耦合,在简谐势阱中同时产生Rashba自旋轨道耦合和垂直塞曼场的方案. Rashba自旋轨道耦合和垂直塞曼场的实现为利用冷费米子原子探索许多拓扑现象提供了机会。我们专注于本征反常霍尔效应,并表明,它可以通过观察到的原子密度的谐振子陷阱的旋转的响应。
2010-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Editorial: Emergence in driven solid-state and cold-atom systems
我们简要总结了驱动固态和冷原子系统的现状,并介绍了在Zeitschrift für Naturforschung A,第71卷,第10期(2016)的焦点部分中编译的文章。
2016-10-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Effect of Feshbach Resonance on the Entropy Production in the ultra cold Bosonic Atoms
用运动方程方法计算了磁阱中超冷费米子原子与玻色分子凝聚共存气体的熵。我们发现,熵产生不仅与费什巴赫共振有关,而且在一定范围内还与拉比型振荡和玻色约瑟夫森结型振荡有关。
2013-07-23 cond-mat.quant-gas
Some applications of the Faddeev-Yakubovsky equations to the cold-atom physics
本文介绍了Faddeev-Yakubovsky方程在描述原子束缚和散射问题中的一些最新应用。我们考虑了带电粒子$X$被氢原子散射的问题,特别关注$X=p,e^{\pm}$,冷玻色子分子系统以及N=3和N=4原子$^4$ He多聚体的束缚和散射性质。
2011-05-23 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.atom-ph
Synthetic Gauge Fields for Ultra Cold Atoms: A Primer
我们首先回顾了量子力学中的规范不变性的概念,对于阿贝尔和非阿贝尔的情况。然后我们描述了各种规范势和场如何与量子机械波函数在参数空间中动态演化时获得的几何相位相联系。随后,我们展示了如何利用这一概念来产生中性超冷玻色子原子的光致规范场。作为超冷原子光诱导阿贝尔和非阿贝尔规范场的一个例子,我们讨论了超冷原子在旋转阱中的光诱导和超冷原子系统的拉曼激光合成自旋轨道耦合。
2014-07-04 cond-mat.quant-gas
Comment on "Creating artificial magnetic fields for cold atoms by photon-assisted tunneling" by Kolovsky A.R
我们对EPL 93,20003(2011)中提出的通过光子辅助隧穿产生合成规范场的方案进行了简要评论。
2013-02-22 cond-mat.quant-gas
Nanofiber-Based Double-Helix Dipole Trap for Cold Neutral Atoms
在光学晶体的倏逝场中,可以直接产生冷原子的双螺旋光阱势。它足以发送三个圆偏振光场通过双折射;两个反向传播和远红失谐相对于原子跃迁和第三远蓝失谐。假设现实的实验参数,所产生的潜在的横向限制允许一个达到一维制度的温度为几个\muK的铯原子。此外,通过局部改变双螺旋的直径,可以调制双螺旋的半径和螺距,从而打开了冷原子物理学的应用领域。
2012-03-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Cold atoms in the presence of disorder
这篇评论讨论了无序情况下冷原子气体的物理学。重点是理论的发展,虽然几个实验也简要讨论。审查的目的是教学,解释基本知识,并为一些主题,提出相当详细的计算。
2011-12-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Stochastic dynamics of a few sodium atoms in a cold potassium cloud
我们报告的随机动力学的几个钠原子沉浸在冷钾云。研究是在一个双粒子磁光阱中通过连续监测两个原子粒子的发射荧光来实现的。我们调查的时间演化的钠和钾原子在一个统一的统计语言和研究的检测限。我们准确地解决了钠原子动力学,这提供了一个适合的自由分析。这项工作为精确统计研究沉浸在复杂量子环境中的少数原子的动力学特性铺平了道路。
2021-01-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Cold atoms near superconductors: Atomic spin coherence beyond the Johnson noise limit
本文报道了超导铌丝表面附近原子自旋相干性的测量。与正常导电金属表面相比,原子自旋相干性保持超过约翰逊噪声极限的时间段。这一结果为超导体附近的磁近场噪声被强抑制提供了实验依据。超导体附近原子自旋相干时间的延长为相干耦合冷原子/固态混合量子系统的发展开辟了道路,该系统在量子信息处理和精密力传感方面具有潜在的应用。
2009-12-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Ultra cold atoms and Bose-Einstein condensation for quantum metrology
本文简要介绍冷原子物理和玻色-爱因斯坦凝聚。介绍了光对原子的作用力、激光冷却和几种原子陷阱:磁光陷阱、偶极陷阱和磁陷阱。简要介绍了玻色-爱因斯坦凝聚及其与凝聚态物理的一些重要联系。关于原子冷却、俘获和玻色-爱因斯坦凝聚的进一步细节,读者可以参考综合评论和其他课堂讲稿。
2009-09-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Three-body systems in physics of cold atoms and halo nuclei
少体系统,如冷原子和晕核,在低能量下具有普遍的特征,这些特征对短距离下的粒子间相互作用不敏感。这些低能量性质可以在具有两体和三体接触相互作用的有效场论框架下进行研究。本文综述了三体系统中的有效场论研究,重点介绍了有效场论在冷原子和晕核中的应用。
2016-05-13 cond-mat.quant-gas nucl-th physics.atom-ph
Complex potential and open system applications in heavy-ions and cold atoms
综述有限温度量子色动力学与冷原子系统中重杂质的复势、输运系数等关键物理量的研究进展,涉及夸克偶素开放量子系统及介质中杂质束缚态问题。
2025-02-14 cond-mat.quant-gas hep-ex hep-ph