Probing an Ultracold-Atom Crystal with Matter Waves
光晶格中的原子量子气体是现代凝聚态物理重要概念的多功能试验平台。表征强关联相的方法的可用性对于这些系统的研究至关重要。用于揭示长程空间结构的衍射技术可以补充\emph{in situ}检测方法，但在很大程度上尚未开发。在这里，我们实验证明，布拉格衍射的中性原子可以用于这一目的。利用一维玻色气体作为物质波源，我们能够推断出限制在光晶格中的原子的空间有序性和就地定域性。我们还研究了入射物质波和晶格捕获的原子之间的非弹性散射的抑制，发生增加晶格深度。此外，我们使用原子德布罗意波检测强制反铁磁有序的原子自旋混合物，证明了我们的方法的适用性的非破坏性检测的自旋有序相在强相关的原子气体。
2012-02-20 cond-mat.quant-gas
Probing non-Abelian statistics of Majorana fermions in ultracold atomic superfluid
我们提出了一个实验，直接探测非阿贝尔统计的马约拉纳费米子编织它们在一个s波超流体的超冷原子。我们表明，不同的编织操作顺序给出正交输出状态，可以通过拉曼光谱进行区分。在s波超流体中实现Majorana束缚态需要强的自旋轨道耦合和垂直方向的可控塞曼场。我们提出了一个简单的激光配置来产生人工自旋轨道耦合和所需的塞曼场的暗态子空间。
2011-01-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Probing topology by "heating": Quantized circular dichroism in ultracold atoms
我们揭示了一个有趣的拓扑表现，它出现在物质的拓扑状态响应于外部驱动器的耗尽率。这种现象是通过分析一个通用的2D陈省身绝缘体的响应进行圆形的时间周期性扰动：由于系统的手征性质，耗尽率取决于圆形震动的方向。最重要的是，取从驱动器的两个相反方向获得的速率之间的差，并在适当的驱动频率范围内积分，提供了对填充带的拓扑陈数（$ν$）的直接测量：该“差分积分速率”通过量化系数$η_0\!=\!ν/\hbar^2$与驱动场的强度直接相关。与整数量子霍尔效应相反，发现这种量子化响应相对于驱动场的强度是非线性的，并且它明确地涉及带间跃迁。我们探讨了探测这种现象在超冷气体的可能性，并强调边缘状态在这种效果中发挥的关键作用。我们将我们的结果扩展到3D晶格，建立耗尽率和预测外尔半金属的非线性光电效应之间的联系。在这项工作中揭示的量子化圆二色性指定耗尽率测量作为一个通用的探针在量子物质的拓扑秩序。
2017-07-16 cond-mat.quant-gas
Probing an effective-range-induced super fermionic Tonks-Girardeau gas with ultracold atoms in one-dimensional harmonic traps
本研究理论分析了一维谐振阱中具有共振$p$波相互作用的超冷费米气体，通过Bethe ansatz解预测了有限温度下的密度分布与呼吸模式频率，揭示了由大有效力程诱导的超费米子Tonks-Girardeau相，并提供了可在约$0.1T_{F}$温度下通过实验探测的确凿特征。
2016-07-20 cond-mat.quant-gas
Probing Quantum Speed Limits with Ultracold Gases
量子速度极限（QSL）是指在任意物理过程中，一个量子态演化到另一个可分辨态所需的最短时间。这些基本结果限制了量子态的距离概念，即布勒斯角，即由非绝热能量涨落设定的演化速度。我们从理论上提出了如何在含时谐波阱中测量超冷量子气体中的QSL。在这个连续变量的高维系统中，量子断层扫描是被禁止的。然而，只要动力学是自相似的，就可以通过测量超冷气体云的大小作为时间的函数来探测QSL。正如我们针对各种超冷原子系统所讨论的那样，这使得确定布雷斯角和能量波动成为可能。
2021-04-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamically Probing Ultracold Lattice Gases via Rydberg Molecules
我们表明，在三维光晶格中的长程里德伯分子的激发，可以作为一个位置和时间敏感的探针在系统中的占位。为此，我们检测由所形成的里德伯分子的衰变连续产生的离子。虽然超流气体显示分子形成的所有参数，莫特绝缘体与$n=1$填充揭示了一个强大的抑制形成的分子的数量。在弱探测条件下，该技术可用于实时探测超流到Mott-绝缘体的相变。我们的方法可以扩展到更高的填充，并有各种应用程序的实时诊断和操纵的超冷晶格气体。
2015-06-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Nondestructive Probing of Means, Variances, and Correlations of Ultracold-Atomic-System Densities via Qubit Impurities
我们展示了杂质原子如何测量超冷原子气体密度的矩，使用一维晶格中玻色子的例子。这建立在通过测量浸没量子位的失相来探测系统的工作基础上。我们发现这种失相是由一个类似于概率论的特征函数的函数捕获的，其中的导数在短时间内揭示了量子位耦合的系统算子的时刻。对于由杂质原子形成的量子位，在超冷原子的系统中，该算子可以是系统在杂质位置处的密度，并且因此，原子密度的均值、方差和相关性是可访问的。
2016-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Probing Majorana fermions in spin-orbit coupled atomic Fermi gases
本文从理论上研究了二维囚禁超冷原子费米气体中Majorana费米子的可视化。通过增加外部塞曼场，被困气体从非拓扑超流体过渡到拓扑超流体，通过混合相，其中两种类型的超流体共存。我们表明，零能量马约拉纳费米子，支持的拓扑超流体和本地化的涡核，是清晰可见的通过（i）核心密度和（ii）局域态密度，这是很容易测量的实验。本文给出了超冷$^{40}$ K原子实验参数的一个实际估计。
2012-02-23 cond-mat.quant-gas
Probing the axis alignment of an ultracold spin-polarized $\textrm{Rb}_2$ molecule
我们提出了一种新的方法探测超冷，非极性二聚体的分子轴的对齐。这些结果是使用双原子$^{87}\textrm{Rb}_2$分子在最低的三重态电位$a^3Σ_u^+$的振动基态被困在一个三维光学晶格。我们沿着实验室坐标系的每个$x$、$y$和$z$方向测量分子的极化率，其与排列直接相关。通过制备处于各种精确定义的旋转量子态的分子，我们可以在大范围内高精度地控制分子轴的对准程度。此外，我们推导出的动力学极化率的激光波长的$1064.5\:\textrm{nm}$平行和正交的二聚体，$α_\parallel=(8.9 \pm 0.9)\times10^3\:\textrm{a.u.}$和$α_\perp=(0.9 \pm 0.4)\times10^3\:\textrm{a.u.}$，分别分子轴。我们的研究结果强调，光学晶格的深度强烈依赖于分子的旋转状态，必须考虑在碰撞实验。目前的工作铺平了道路，在超冷的温度制度对齐分子之间的反应研究。
2015-01-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Probing and characterizing the growth of a crystal of ultracold bosons and light
在两个独立的反向传播激光束的场中，超冷气体的非线性耦合粒子光动力学可以导致自有序晶格结构的动态形成，如Phys.Rev.X6，021026（2016）中所述。在这里，我们提出了新的数值研究实验观察到的签名，实时监控这样的晶体的生长和性能。虽然，至少在理论上，可以通过分析散射光来进行生长动力学和结晶相标志的最佳非破坏性观察，但通过飞行时间探测来监测粒子动量分布的演变是实验上更容易获得的选择。在这项工作中，我们表明，这两种方法允许明确区分晶体从独立的集体散射，因为它发生在物质波超辐射。作为一个明确的结晶签名，我们确定的两个新兴的激光驻波之间的空间锁定在一起，创造了晶体的潜力。对于足够大的系统，该系统允许可逆的绝热斜升到结晶相作为一种替代的淬火跨越相变和增长的波动。
2017-10-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Probing mechanical quantum coherence with an ultracold-atom probe
我们提出了一个基于纳米悬臂梁与旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的磁耦合（由磁尖介导）来探测纳米悬臂梁状态下的量子相干性的方案.通过将BEC映射到转子中，它与悬臂的耦合导致陀螺运动，其性质取决于悬臂的状态：转子角动量的一个分量的动力学与悬臂状态中的量子相干性的存在严格相关。我们还建议一个检测方案依赖于法拉第旋转，它只产生一个非常小的反作用的BEC，因此它是适合于连续检测悬臂梁的动态。
2011-12-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Probing multiple-frequency atom-photon interactions with ultracold atoms
我们用多重射频场修饰原子，研究了外加探测场驱动下原子的跃迁谱。一个完整的理论描述，这丰富的频谱，我们发现允许的过渡，并确定其振幅使用的预解形式主义。实验上，我们观察到过渡到六阶的探测场使用射频光谱的玻色-爱因斯坦凝聚体被困在单和多射频修饰的潜力。我们发现理论和实验之间非常吻合，包括预测和验证以前未观察到的过渡，即使在单射频的情况下。
2019-09-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Probing photoinduced two-body loss of ultracold non-reactive bosonic $^{23}$Na$^{87}$Rb and $^{23}$Na$^{39}$K molecules
我们探测化学稳定的玻色子$^{23}$ Na、$^{87}$ Rb和$^{23}$ Na、$^{39}$ K分子在截断的光偶极阱中的光致损耗，其中分子在黑暗中度过显著的时间。我们预计，由于$^{23}$ Na、$^{87}$ Rb和$^{23}$ Na、$^{39}$ K的预期复杂寿命分别约为$13μ$ s和$6μ$ s，因此在截断陷阱中有效的二体衰变将在很大程度上受到抑制。然而，相反，即使在我们可以探测的最低斩波频率下，我们也观察到了近乎普遍的损耗。因此，我们的数据要么表明一个迄今未知的损失机制或急剧低估复杂的寿命至少一到两个数量级。
2021-03-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Probing ultracold gases using photoionization fine structure
研究了原子在超冷气体等环境中的光电离。我们表明，两个电离路径，一个直接通过连续和一个占光电子和相邻原子之间的散射过程的干扰，产生一个精细结构的光电离截面在能量范围小于1 eV以上的阈值。这种精细结构包含了相应三体系统的所有细节，例如原子间距离或电子原子子系统的散射信息;因此，在多粒子环境中产生的光电子可以用作结构探针。作为一个例子，实验相关的参数，我们提出了一个计划的基础上的光电离的里德伯分子的低能电子原子的相移提取的精细结构光谱，使用神经网络。
2021-11-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Probing site-resolved correlations in a spin system of ultracold molecules
具有相互作用组分的合成量子系统在量子信息处理和阐明多体物理中的基本现象中起着重要作用。在冷却和捕获技术取得令人印象深刻的进展之后，超冷极性分子的集合已经成为一种有前途的合成系统，其结合了几种有利的性质。这些包括用于编码量子信息的大量内部状态、长的核和旋转相干时间以及长程各向异性相互作用。后者有望使相关量子物质的有趣阶段的探索，如拓扑超流体，量子自旋液体，分数陈绝缘体和量子磁体。探索这些阶段的相关性对于理解它们的微观性质至关重要，因此需要开发新的实验技术。在这里，我们使用量子气体显微镜来测量二维光晶格中的极性分子气体中的量子关联的位置分辨动力学。利用分子的两个转动态，我们实现了一个自旋为1/2的系统，其中粒子通过偶极相互作用耦合，产生量子自旋交换模型。从远离平衡态的合成自旋系统出发，我们研究了空间各向同性和各向异性相互作用在热化过程中相关性的演化。此外，我们还研究了自旋各向异性海森堡模型中的关联动力学。这些实验推动了探测和控制超冷分子相互作用系统的前沿，具有探索量子物质新机制和表征对量子计算和计量有用的纠缠态的前景。
2022-07-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Momentum-resolved Raman spectroscopy of non-interacting ultracold Fermi gas
本文报道了用动量分辨拉曼光谱探测囚禁的非相互作用$^{40}$ K费米气体的单体光谱函数的实验。实验结果与预期的非相互作用区的二次色散相符合。通过与射频谱的比较，我们发现拉曼光谱表现出一些新的特征。
2012-05-09 cond-mat.quant-gas
Simulating Compact Quantum Electrodynamics with ultracold atoms: Probing confinement and nonperturbative effects
近年来，人们对物质和规范场的量子场论效应的模拟产生了浓厚的兴趣。在最近的工作[物理学。107，275301（2011）]已经提出了一种使用玻色-爱因斯坦凝聚体来模拟紧凑量子电动力学（cQED）的方法。我们提出了另一种方法，它依赖于单个原子在光晶格，携带2l+1内部水平，这迅速收敛到cQED作为l的增加。这使得cQED在2+1维的弱耦合和强耦合机制的模拟，从而允许探测限制以及其他非微扰效应的理论。我们提供了一个明确的建设的情况下，l=1，这是足以模拟两个外部静电荷之间的约束效果。
2012-09-20 cond-mat.quant-gas hep-th quant-ph
Breakdown of the Peierls substitution for the Haldane model with ultracold atoms
我们提出了两个独立的紧束缚参数的计算与超冷原子的一个特定的实现的Halflion模型。的隧道效应系数到下一个最近的邻居计算从头算通过使用最大本地化的Wannier函数，并比较规范不变，可测量的频谱特性方面写的解析表达式。这两种方法给出了一个显著的一致性，并证明了Peierls替换的失败：（i）由次近邻隧穿振幅$t_{1}$获得的相位与由Peierls替换中考虑的矢量场A的积分获得的相位存在定量和定性的差异，即使在A的低振幅区域;（ii）对于较大的值，$|t_{1}|$和最近邻隧穿$t_{0}$也具有对A的显著依赖性。这种行为的起源及其影响进行了讨论。
2014-05-15 cond-mat.quant-gas hep-ph
Matter Wave Scattering from Ultracold Atoms in an Optical Lattice
研究了光晶格中超冷多体原子系统的物质波散射。我们确定的角截面，物质波探头看到，并表明，它是强烈影响的许多体相，超流或莫特绝缘体，目标晶格。我们确定这些截面分析在第一玻恩近似，我们研究的变化在中间点的相变通过数值对角化的玻色哈伯德哈密顿量的一个小晶格。我们发现，物质波散射为非破坏性地探测光晶格中原子的量子多体相变提供了一种方便的方法。
2009-10-09 cond-mat.quant-gas
Trapping, manipulating and probing ultracold atoms: a quantum technologies tutorial
本教程综述超冷原子的捕获、操控与探测关键技术，涵盖激光冷却、光镊、干涉测量及多种成像方法，旨在为初学者提供实验工具包的全面概览。
2025-10-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Coherent and dephasing spectroscopy for single-impurity probing of an ultracold bath
我们报告拉姆齐光谱的时钟状态的个别Cs杂质浸泡在超冷Rb浴。我们记录相互作用驱动的相位演化和拉姆齐干涉信号的条纹对比度的衰减，以非破坏性地获得有关浴密度或温度的信息。当两个Cs态叠加在一起与Rb熔池相互作用时，碰撞能的微分位移改变了Ramsey条纹。这种微分位移直接受到平均气体密度和Rb-Cs种间散射长度的细节的影响，从而影响相位演化和Ramsey信号的对比度。此外，我们提高了温度依赖性的相移准备系统接近低磁场费什巴赫共振的$s$波散射长度显着影响碰撞（动能）能量。通过对相干相位演化和Ramsey条纹衬度衰减的分析，探测了Rb云的密度和温度。我们的结果指出，在复杂的量子系统中使用单个杂质原子作为非破坏性的量子探针。
2021-05-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Protocols for dynamically probing topological edge states and dimerization with fermionic atoms in optical potentials
在包含超冷原子的量子系统中观察到拓扑行为。然而，冷原子的背景谐波陷阱阻碍了直接检测边界处产生的拓扑边缘态，因为畸变将边缘态融合到体中。我们提出了实验上可行的协议，探测局部边缘状态和超冷费米子的二聚。通过将冷原子限制在环形晶格中，用非共振激光片切开环，将边界条件从周期性改变为开放性，可以产生拓扑边缘态。当系统随时间演化时，拓扑结构中的晶格可以捕获在边缘释放的单个粒子。或者，耗尽最初填充的晶格远离边界揭示了被占用的边缘状态。在接触相互作用的存在下的二聚化的签名可以发现在选定的相关性作为系统边界突然从周期性的开放和表现出记忆效应的初始状态区分不同的配置或阶段。
2017-03-10 cond-mat.quant-gas
Probing disorder-driven topological phase transitions via topological edge modes with ultracold atoms in Floquet-engineered honeycomb lattices
Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität（慕尼黑大学物理学院）
本研究利用超冷原子在Floquet工程蜂窝晶格中的拓扑边缘模式，探测并识别了无序驱动的拓扑相变，证实无序增强反常Floquet拓扑鲁棒性，为研究拓扑与无序相互作用及非平衡相提供新途径。
2026-09-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dipolar-Induced Resonance for Ultracold Bosons in a Quasi-1D Optical Lattice
本文研究了准一维超冷玻色子系统中偶极诱导共振的作用。我们首先描述了谐振阱中两个粒子的双折射效应。然后，我们考虑了一个装载超冷偶极玻色子的深光晶格。为了描述这个系统，我们引入了一个新的原子-二聚体扩展的玻色-哈伯德模型，它是一个正确地解释了量子阱的极小模型。我们分析的影响，在T=0的相图上的精确对角化的一个小尺寸的系统。我们表明，强烈影响这一相图中的α。特别是，我们预测的质量密度波发生在一个狭窄的域对应于弱的最近邻相互作用，和较强的偶极相互作用的崩溃阶段的发生。
2013-08-16 cond-mat.quant-gas
Non-destructive cavity QED probe of Bloch oscillations in a gas of ultracold atoms
我们描述了一个探测超冷原子气体的方案，该原子被囚禁在光晶格中，并在外加势的作用下运动。该探头是非破坏性的，并使用现有的晶格场作为测量设备。两个反向传播的腔场同时建立了一个守恒的晶格势和一个弱的原子运动量子探针。在腔输出处的探测场的平衡外差检测以及在时间上和在原子云上的积分在单次运行中产生关于原子动力学的信息。该方案被应用到测量的布洛赫振荡频率的原子运动的存在下的局部引力势。信噪比估计高达$10^4$。
2009-06-09 cond-mat.quant-gas
Engineering and probing non-Abelian chiral spin liquids using periodically driven ultracold atoms
本文提出基于 Floquet 周期驱动和冷原子实现 Kitaev 蜂窝模型的方案，以构建并探测非阿贝尔手性自旋液体，通过能隙谱学和边缘淬火探测手性边缘信号，为研究非阿贝尔激发和量子化热输运铺路。
2023-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
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
Creating and probing the Sachdev-Ye-Kitaev model with ultracold gases: Towards experimental studies of quantum gravity
我们认为，全息原理，结合原子，分子和光学物理学的最新技术进展，可以导致量子引力的实验研究。作为一个具体的例子，我们考虑Sachdev-Ye-Kitaev（SYK）模型，它由自旋极化的费米子组成，具有全对全的复杂随机两体跳跃，并已被证明是一个特定的量子引力系统的对偶。如果全息对偶成立，那么实现SYK模型的低温态就被解释为实现了弦黑洞。我们介绍了SYK模型的一个变体，其中随机两体跳跃是真实的。该模型在大- $N$极限下与原始SYK模型等价。我们表明，该模型可以建立在原则上通过限制超冷费米子原子的光晶格和耦合两个原子与分子态通过光缔合激光。这一发展是朝着实验实现这种与量子黑洞对偶的系统迈出的重要的第一步。我们还展示了如何测量的SYK模型，它允许识别的最大混沌特性的黑洞的时间顺序的关联函数。
2017-07-11 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Probing interaction-induced ferromagnetism in optical superlattices
提出了一种观测光学超晶格中超冷费米子原子相互作用诱导铁磁性的可控方法。我们首先讨论如何探测和控制长冈铁磁性在一个孤立的格子（四个晶格位置排列在一个正方形）的阵列。接下来，我们表明，引入弱的元间耦合破坏铁磁关联。为了克服这种不稳定性，我们建议通过双交换过程介导的长距离铁磁相关之间的斑块。实验实现的条件和技术来检测这种状态进行了讨论。
2010-03-22 cond-mat.quant-gas
Single-atom quantum probes for ultracold gases using nonequilibrium spin dynamics
量子探针是原子大小的设备，将其环境的信息映射到量子力学状态。通过改进测量，同时最大限度地减少对环境的扰动，它们形成了量子技术的核心资产。我们通过将单个Cs原子浸入超冷Rb浴中来实现基于自旋的量子探针。控制探针和浴之间的非弹性自旋交换过程允许将运动和热信息映射到量子自旋状态上。我们表明，稳态自旋布居非常适合于绝对测温，减少温度测量的量子自旋分布的检测。此外，我们还发现，通过非平衡自旋动力学，可以使每一次非弹性碰撞的信息增益最大化。非平衡态量子探测的灵敏度有效地超过了量子探测的稳态克拉梅尔·拉奥极限几乎一个数量级，同时将浴的扰动减少到只有三个角动量量子。我们的工作铺平了道路，在海森堡极限量子系统的本地探测，而且通过控制非平衡动力学优化测量策略。
2019-06-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Use of quantum quenches to probe the equilibrium current patterns of ultracold atoms in an optical lattice
光晶格中的原子玻色子和费米子可以实现各种有趣的凝聚态，这些凝聚态在合成磁场或非阿贝尔规范场存在下支持平衡电流模式。作为探测这种质量电流的途径，我们提出了一种非平衡量子淬火的哈密顿量，动态转换成实验测量的真实空间密度模式的电流模式。我们说明了如何一个特定的这种“单向”淬火的光晶格可以用来揭示棋盘和条纹的晶格玻色超流体和费米气体的电流顺序，以及手性边缘电流在整数量子霍尔态。
2012-06-17 cond-mat.quant-gas
Probing the Excitations of a Lieb-Liniger Gas from Weak to Strong Coupling
我们探测超冷一维玻色气体的铯原子的排斥接触相互作用，我们从弱到强相互作用制度通过磁费什巴赫共振调谐的激发光谱。动态结构因子，实验获得的使用布拉格光谱，比较有效的在任意相互作用和有限的温度下基于可积性的计算。我们的结果明确的事实，孔样激发，没有对应的更高的维度，积极塑造气体的动力学响应。
2015-05-29 cond-mat.quant-gas
Quantum optomechanics with a mixture of ultracold atoms
研究了混合超冷原子与可调非线性碰撞的腔光学力学。我们发现，原子碰撞提供了虚拟凝聚态振荡器之间的线性耦合，从而有可能实现一个全球耦合的量子光机械网络与集成的原子芯片。潜在的应用范围从模拟过去物理学领域的集体非平衡动力学到探测量子混合物的独特性质。
2012-12-06 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Probing the limits of optical cycling in a predissociative diatomic molecule
本文研究了双原子分子CaH中限制激光冷却的预解离现象，通过测量和计算量化了预解离概率，据此设计了激光冷却方案以制备超冷光捕获分子云，并提出了实现分子受控解离的双光子路径以获取超冷碎片。
2023-10-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Probing Ferromagnetic Order in Few-Fermion Correlated Spin-Flip Dynamics
我们揭示了一个完全极化的一维超冷少费米子自旋1/2气体受到巡游自旋的非均匀驱动的动力学稳定性。尽管不稳定的字符的总自旋极化的相互作用制度的存在证明了自旋相关导致几乎最大限度地对齐自旋整个动态。由此产生的铁磁秩序出现的最大总自旋状态的叠加的建立。它们包括一个衰减的自旋极化和一个几乎完全非极化的NOON状态的动态演化。通过单次模拟，我们证明了我们的理论预测可以在最先进的超冷实验中检测到。
2019-05-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Reducing number fluctuations of ultracold atomic gases via dispersive interrogation
我们使用非破坏性的激光探测跟踪强制蒸发冷却过程中被困原子云的中心密度演化。这是在外差色散检测方案中实现的。我们建议使用这作为预测蒸发后的原子数的前体测量，并提供一个简单的实验演示的原则，导致经典的数量波动的条件减少。
2012-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Chiral Bosonic Phases on the Haldane Honeycomb Lattice
最近在超冷原子和光子类似物中的实验报道了在晶格系统中实现人工规范场，促进了拓扑相的实现。受这些进展的启发，我们研究了Halfton蜂窝晶格紧束缚模型，玻色子与局部相互作用的平均填充一个玻色子每个网站。我们分析了基态相图，揭示了三个不同的阶段：一个均匀的超流体（SF），一个手征超流体（CSF）和一个plaquette莫特绝缘体与本地电流回路（PMI）。最近邻电流和次最近邻电流区分CSF和SF，并且它们之间的相变是一阶的。我们应用玻色子动力学平均场论和精确对角化得到的相图，补充与计算的激发光谱的强，弱耦合微扰理论的数值。在超冷原子实验中，特征密度涨落、电流关联函数和激发光谱是可测量的。
2015-03-11 cond-mat.quant-gas
An analytical approach to quantum phase transitions of ultracold Bose systems in bipartite optical lattices: Along the avenue of Green's function
本文提出了一种广义格林函数方法，它可以用来系统地研究二分光晶格中超冷玻色系统的量子相变。作为一个例子，我们计算了超冷玻色系统在$d$维超立方光晶格中的最低阶局域态（莫特绝缘体或电荷密度波）的量子相界.由于系统的非均匀性，在广义格林函数方法中，分别计算了不同子晶格上的累积量，并结合再求和格林函数技术，给出了系统中局域相的相边界的解析表达式。
2014-02-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Probing information theoretic measures of nonlinear ultracold quantum gases using phase-space distributions
Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology（萨达尔·瓦拉巴伊国家理工学院）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）
利用Wigner和Husimi准概率分布，研究由Gross-Pitaevskii方程描述的谐振子陷阱Bose-Einstein凝聚体，通过计算Shannon熵、Wehrl熵、Rényi熵、Fisher信息等多种信息论度量，发现更强的排斥相互作用导致相空间离域化增强，且从Wigner到Husimi表示中非经典干涉被抑制。
2026-06-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Tight binding models for ultracold atoms in honeycomb optical lattices
利用Marzari和Vanderbilt [1]提出的复合带的最大定域Wannier函数（MLWFs），讨论了如何构造蜂窝势中超冷原子的紧束缚模型.特别是，我们工作的模型与第三个最近的邻居，并提供明确的计算的MLWFs和隧道系数的石墨烯-lyke潜力与两个退化的最小值，每个单元格。最后，我们讨论了在一个典型的实验参数范围内，不同的紧束缚近似的精确布洛赫谱再现的准确度。
2012-11-29 cond-mat.quant-gas hep-ph
Proposal for realizing and probing topological crystalline insulators in optical lattices
本文提出一种通过引入自旋-轨道耦合实现拓扑晶体绝缘体相变的晶格模型，并设计了利用超冷原子在六角光学晶格中实现与探测该拓扑相的方案。
2024-06-12 cond-mat.quant-gas
Impurity and soliton dynamics in a Fermi gas with nearest-neighbor interactions
我们研究无自旋费米子与排斥最近邻相互作用扰动的杂质粒子或本地潜在的淬火。使用数值的时间演化块抽取方法和简化的解析模型，我们表明，扰动创建一个孤子反孤子对。如果孤立子已经存在于浴中，则两种激发具有截然不同的动力学：反孤立子不与孤立子湮灭，因此在孤立子激发传播时被限制在其原点附近。我们讨论了超冷气体实验的后果。
2017-08-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Topology, edge states, and zero-energy states of ultracold atoms in 1D optical superlattices with alternating onsite potentials or hopping coefficients
一维超晶格的周期性空间调制的现场电位或隧道系数可以表现出各种性质与拓扑结构或对称性。环形光晶格的最新发展使得人们可以系统地研究有边界和无边界超晶格的这些性质。虽然具有额外调制参数的超晶格在增广的参数空间中具有量子化的拓扑不变量，但我们也发现了与哈密顿量对称性相关的局部或零能态。利用最近提出的分析粒子耗尽或局域态密度的方法，可以探测超冷原子中的这些态。此外，我们总结了可行的实现可配置的光学超晶格使用目前可用的技术。
2017-12-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological Quantum Matter with Ultracold Gases in Optical Lattices
自从拓扑绝缘体被发现以来，许多拓扑相已经在一系列不同的系统中被预测和实现，为器件提供了迷人的物理和令人兴奋的机会。尽管新材料一直在开发和探索，但如果能够在易于调整的系统中实现，探测奇异拓扑相的前景将大大增强。超冷原子提供的灵活性可以提供这样一个平台。在这里，我们审查的工具，可用于创建拓扑状态使用超冷原子在光晶格，给出了一个概述的理论和实验进展，并提供了实现强关联的拓扑相位的前景。
2016-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Multi-scale spectral statistics of intermediate quantum chaos in ultracold erbium collisions
Universidad Mayor（市长大学）；Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）
本研究通过多尺度谱统计方法分析超冷铒原子碰撞的共振谱，发现中间量子混沌特征，提出半泊松统计与尺度依赖的谱刚度损失，为理解混合相空间混沌提供新视角。
2026-10-08 cond-mat.quant-gas
Observation of Quantum Criticality and Luttinger Liquid in One-dimensional Bose Gases
实验研究了一维超冷原子气体的量子临界性和Tomonaga-Luttinger液体（TLL）行为。根据不同温度下密度分布的测量结果，得到了热力学量的普适标度律。通过比热的双峰结构确定了量子临界区和相应的交叉温度。在TLL制度，我们得到的Luttinger参数探测声传播。此外，一个特征的幂律行为出现在测量的一维超冷气体的动量分布，确认TLL的存在。
2017-08-24 cond-mat.quant-gas
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
Probing the Flat Band of Optically-Trapped Spin-Orbital Coupled Bose Gases Using Bragg Spectroscopy
受最近在超冷原子系统中产生平带的努力的启发，我们研究了如何利用布拉格光谱探测光阱自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中的平带。我们发现，当能带结构呈现不同的平坦度时，凝聚体的激发谱和动态结构因子会发生显著的变化。特别是，当能带表现出完美的平坦度周围的带最小值对应于一个接近无限的有效质量，二次色散出现在低能量激发光谱;在鲜明的对比下，对于相反的情况下，当一个普通的带存在，熟悉的线性色散出现。能谱中的这种线性到二次交叉呈现出普通带到平坦带的过渡的显著表现，从而允许通过使用布拉格光谱直接探测平坦带。
2015-04-27 cond-mat.quant-gas
Extended Bose-Hubbard Models with Ultracold Magnetic Atoms
哈伯德模型是我们理解强关联材料的基础。虽然它的标准形式只包括在相同的晶格位置的粒子之间的相互作用，它的扩展，以包括远程相互作用，激活不同的网站之间的条款，预计将深刻地改变系统的量子行为。我们实现了三维光晶格中强磁性铒原子超冷气体的扩展玻色-哈伯德模型。通过控制原子偶极的取向，揭示了原子间的相互作用和跳跃动力学的各向异性特征，以及它们对超流到莫特绝缘体量子相变的影响.此外，我们观察到最近邻相互作用，这是偶极相互作用的长程性质的真正后果。我们的研究结果奠定了基础，为未来的研究新的奇异多体量子相位。
2016-04-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Probing the Bose-Glass--Superfluid Transition using Quantum Quenches of Disorder
我们利用超冷原子格子气中无序的量子猝灭来研究超流和玻色玻璃相之间的转变，实现了无序玻色-哈伯德模型。由猝灭产生的激发的测量在指示相变的无序强度中表现出阈值行为。从头算量子蒙特卡罗模拟证实了激发的出现与不同晶格势深度的超流玻色-玻璃相界相一致。通过改变淬火时间，我们证明了绝热时标的消失相比，在BG制度的微观参数。
2015-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
High-order topological quantum optics in ultracold atomic metasurfaces
光晶格中的超冷原子阵列是拓扑光子学与量子光学相结合的一个极好的平台。在这里，我们研究高阶拓扑量子光学的超冷原子元表面旨在模仿二维的Su-Schrieffer-Heeger模型。我们发现，存在的长程相互作用超越最近邻的导致孤立的角态的带隙中，并显示一个角落的原子可以通过这些非平凡状态的激光驱动器远离它。我们证明了Purcell因子可以作为一个强大的工具来检查拓扑边和角状态的存在。我们预测拓扑边缘态可以介导两个远程杂质量子发射器之间的强相干相互作用，同时由于高阶拓扑结构而抑制耗散损耗，产生鲁棒和长寿命的量子纠缠，而不需要额外的光子结构。
2021-08-03 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Dispersive optical detection of magnetic Feshbach resonances in ultracold gases
超冷原子系统中的磁可调谐费什巴赫共振主要通过耗时的原子损失谱来识别和表征。我们描述了一种非共振色散光学探测技术，快速定位费什巴赫共振和演示的方法，通过定位四个共振的$^{87}$ Rb之间的$|\rm{F} = 1, \rm{m_F}=1 \rangle$和$|\rm{F} = 2, \rm{m_F}=0 \rangle$状态。尽管损耗特征是$\lesssim0.1$ G宽，但我们仅需要21次实验运行来探索>18 G的磁场范围，其中$1~\rm{G}=10^{-4}$ T.共振由9 G和18 G附近的两个已知s波特征和5 G和10 G附近的两个先前未观察到的p波特征组成。我们进一步利用色散的方法来直接表征每个费什巴赫共振的两体损耗动力学。
2017-07-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Cold and Ultracold Molecules: Science, Technology, and Applications
本文综述了冷分子和超冷分子的研究现状。它是《新物理学杂志》关于冷和超冷分子的特刊的介绍，并描述了基础研究和技术发展的新前景。冷分子和超冷分子可能会彻底改变物理化学和少数体物理学，提供探测量子物质新状态的技术，允许对基本和应用兴趣进行精确测量，并实现对凝聚态现象的量子模拟。超冷分子提供了有前途的应用，如量子计算的新平台，分子动力学的精确控制，纳米光刻和玻色增强化学。讨论基于最近的实验和理论工作，并总结了这个迅速扩展的研究领域的预期未来方向和悬而未决的问题。
2009-04-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Mott made easy
在包含比电子多得多的内部成分的超冷费米子系统中实现莫特绝缘态，为探索固体中难以进入的多体物理提供了途径。
2012-12-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
