Quantum quench of Kondo correlations in optical absorption
Christian Latta, Florian Haupt, Markus Hanl, Andreas Weichselbaum, Martin Claassen, Wolf Wuester, Parisa Fallahi, Stefan Faelt, Leonid Glazman, Jan von Delft, H… 展开作者
Christian Latta, Florian Haupt, Markus Hanl, Andreas Weichselbaum, Martin Claassen, Wolf Wuester, Parisa Fallahi, Stefan Faelt, Leonid Glazman, Jan von Delft, Hakan E. Türeci, Atac Imamoglu
The interaction between a single confined spin and the spins of a Fermionic reservoir leads to one of the most spectacular phenomena of many body physics -- the Kondo effect. Here we report the observation of Kondo correlations in optical absorption measurements on a single semiconductor quantum dot tunnel-coupled to a degenerate electron gas. In stark contrast to transport experiments, absorption of a single photon leads to an abrupt change in the system Hamiltonian and a quantum quench of Kondo correlations. By inferring the characteristic power law exponents from the experimental absorption line-shapes, we find a unique signature of the quench in the form of an Anderson orthogonality catastrophe, originating from a vanishing overlap between the initial and final many-body wave-functions. We also show that the power-law exponents that determine the degree of orthogonality can be tuned by applying an external magnetic field which gradually turns the Kondo correlations off. Our experiments demonstrate that optical measurements on single artificial atoms offer new perspectives on many-body phenomena previously studied exclusively using transport spectroscopy. Moreover, they initiate a new paradigm for quantum optics where many-body physics influences electric field and intensity correlations.
Nonperturbative approach to quench dynamics. II. Universal electric current of the nonequilibrium Kondo model
在前一篇文章中，我们发现了在偏压驱动下的非平衡Kondo模型中失超后的平均电流的级数表达式。在这里，我们评估的稳态电流的强耦合和弱耦合的制度。我们在通常的弱反铁磁区得到了标准的首阶结果，并且我们还发现了一个新的具有Kondo温度的强铁磁耦合区$T_K = D e^{\frac{3π^2}{8} ρJ}$。在这种情况下，微分电导$dI/dV$在大电压或温度下渐近地达到么正性极限$2e^2/h$。
Many-body wavefunctions for quantum impurities out of equilibrium. I. The nonequilibrium Kondo model
我们在这里介绍一个方法的细节[A. B.卡尔弗和N. Andrei，Phys. Rev. B 103，L201103（2021）]，用于计算局部猝灭后的时间相关多体波函数。我们应用该方法的电压驱动的非平衡Kondo模型，以找到确切的时间演化波函数淬火后，点突然连接到引线在$t=0$。该方法不使用Bethe模，也适用于其它量子杂质模型，可能具有更广泛的适用性。我们证明了Kondo模型随时间演化的波函数的长时间极限（首先将系统尺寸取为无穷大）是满足Lippmann-Schwinger方程的载流非平衡稳态。我们表明，电流的时间演化波函数给出了一个系列的表达，可以扩大无论是在弱耦合或强耦合，收敛到所有的订单在任何情况下的稳态极限。该系列同意领先的顺序与已知的结果在弱反铁磁耦合的研究制度，也揭示了一个普遍的制度强铁磁耦合与近藤温度$T_K^{(F)} = D e^{-\frac{3π^2}{8} ρ|J|}$（$J<0$，$ρ|J|\to\infty$）。在这种情况下，微分电导$dI/dV$在大电压或温度下渐近地达到么正性极限$2e^2/h$。
Many-body wavefunctions for quantum impurities out of equilibrium
我们提出了一种计算局域猝灭后的含时多体波函数的方法。我们应用该方法的电压驱动的非平衡Kondo模型，以找到确切的时间演化波函数淬火后，点突然连接到引线在$t=0$。该方法，它不使用贝特anquiry，也适用于其他量子杂质模型（我们包括相互作用的共振能级和安德森杂质模型的结果），并可能具有更广泛的适用性。在Kondo模型的特殊情况下，我们表明，长时间限制（与系统的大小采取无穷大第一）的时间演化波函数是一个载流非平衡稳态状态，满足李普曼-Schwinger方程。我们表明，电流的时间演化波函数给出了一个系列的表达，可以扩大无论是在弱耦合或强耦合，收敛到所有的订单在任何情况下的稳态极限。该系列同意领先的顺序与已知的结果在弱反铁磁耦合的研究制度，也揭示了另一个普遍制度的强铁磁耦合，与近藤温度$T_K^{(F)} = D e^{-\frac{3π^2}{8} ρ|J|}$（$J<0$，$ρ|J|\to\infty$）。在这种情况下，微分电导$dI/dV$在大电压或温度下渐近地达到么正性极限$2e^2/h$。
