Supercurrent and dynamical instability of spin-orbit-coupled ultracold Bose gases
研究了具有一维自旋轨道耦合和拉曼耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体中超流的稳定性。缺乏伽利略不变性的后果明确讨论。我们表明，在平面波相，其特征在于由一个均匀的密度，超流状态可以成为动态不稳定，不稳定性与复杂的声速的发生，在有效质量为负的区域。我们还讨论了这些超流态中能量不稳定性的出现。我们认为，在这些系统中的动力学和能量不稳定性可以通过实验产生的集体偶极振荡的激发。
2013-06-11 cond-mat.quant-gas
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
Topological Thouless Pumping of Ultracold Fermions
如果电势在时间上被缓慢地和周期性地调制，则即使在没有电压偏置的情况下，一维周期性电势中的电子气体也可以被传输。值得注意的是，每个周期转移的电荷只对参数空间中路径的拓扑结构敏感。虽然这种所谓的无源电荷泵在三十多年前就被首次提出，但它尚未实现。本文报道了在动态控制的光学超晶格中利用超冷原子实现拓扑无泵浦的首次实验。我们观察到的原子云作为一个结果的泵和提取的拓扑不变性的泵送过程中，从这个转变的移位。通过改变泵浦路径的拓扑结构，我们证明了无源泵浦的拓扑性质，并通过改变速度和温度来验证拓扑泵浦确实在量子区域中工作。
2020-06-22 cond-mat.quant-gas
Dynamical excitation of maxon and roton modes in a Rydberg-Dressed Bose-Einstein Condensate
研究了激光将原子修整到高激发里德堡态后，超冷原子气体的三维玻色-爱因斯坦凝聚体在长程相互作用下的动力学行为.对于一个均匀的凝聚体，长程相互作用大大改变了色散关系的激发，支持roton和maxon模式。Rotons通常负责创建超固体，而Maxons通常在具有偶极相互作用的BEC中动态不稳定。我们发现，在里德伯打扮凝聚体的maxon模式，相反，是动态稳定的。我们发现，maxon模式可以激发通过相互作用淬火，即打开软核相互作用瞬间。maxon模式的出现伴随着量子耗尽中的高频振荡，而rotons导致慢得多的振荡。动态稳定的激发的roton和maxon模式导致持续振荡的量子耗尽。通过一个自洽的Bogoliubov方法，我们确定的maxon模式的软核相互作用的依赖。我们的研究表明，maxon和roton模式可以动态地激发，同时通过淬灭里德伯修饰的长程相互作用。这与目前用超冷原子气体创造和探测物质的奇异状态的研究有关。
2020-02-24 cond-mat.quant-gas
Dynamically decoupled three-body interactions with applications to interaction-based quantum metrology
提出了一种动态解耦超冷原子的二体相互作用效应的频闪方法，实现了弹性三体相互作用主导的系统。使用这种方法，我们表明，它是可能的，以实现最佳的标度行为预测的相互作用为基础的量子精密测量与三体相互作用。具体来说，我们表明，对于超冷原子淬火在光晶格中，我们可以测量的三体相互作用强度与精度成正比的${\bar n}^{-5/2}$使用零差正交干涉，和${\bar n}^{-7/4}$使用传统的恢复和复兴技术，其中${\bar n}$是每个晶格站点的平均原子数。这两个精度缩放超过了${\bar n}^{-3/2}$的非线性缩放，迄今为止最好的实现或提出的物理系统。我们的方法实现了一个解耦的三体相互作用系统也可能有应用在创建异国情调的三体状态和相位。
2014-08-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ultracold fermions in a one-dimensional bipartite optical lattice: metal-insulator transitions driven by shaking
本文描述了一个双组分一维光晶格中的费米子原子系统在外部时间周期驱动力作用下的行为。利用Floquet理论，导出了一个具有重整化跳跃系数的有效模型。在没有驱动的情况下，在半填充时表征系统的绝缘行为被动态地抑制，并且对于驱动参数的特定值，系统变成具有四个费米点的标准金属或非常规金属。利用玻色化技术研究了在位Hubbard相互作用对金属-绝缘体四费米点相变的影响。吸引力的相互作用预计将扩大政权的参数，其中非常规的金属相出现，而排斥力的相互作用减少it. This金属相是已知的Luther-Emery液体（自旋间隙金属）的排斥和吸引力的相互作用，相反，通常的哈伯德模型，表现出莫特绝缘体阶段的排斥相互作用。一维二分光晶格中的超冷费米子为实现这一研究已久的非常规金属四费米点提供了一个有趣的平台。
2014-08-31 cond-mat.quant-gas
Mechanism of Tunneling in Interacting Open Ultracold Few-Boson Systems
通过数值求解含时少玻色子薛定谔方程，研究了开放的超冷少玻色子系统的隧穿动力学机制。从一个弱排斥，最初相干的两玻色子系统，我们证明了衰变动力学纳入碎裂。隧道态的波函数表现出明显的动力学稳定的模式，我们解释的分析模型。通过研究更多的玻色子和更强的相互作用，我们得出结论，隧穿衰变不是一个相干过程，并表现出丰富的现象取决于粒子之间的相互作用。
2010-05-01 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
Interaction-controlled impurity transport in trapped mixtures of ultracold bosons
我们探讨了在双阱中空间分离的不同嵌入多数物种之间的杂质的动态输运。杂质的转移和存储是通过动态地改变杂质和两个多数物种之间的相互作用强度来触发的。我们发现一个简单而有效的协议组成的线性斜坡的多数杂质相互作用在指定的时间钉扎或unpin的杂质。我们对这种高度不平衡的少体三重混合物的研究是用多层多组态含时Hartree方法进行的，该方法考虑了所有的相互作用引起的关联。我们分析了单粒子密度，纠缠增长的动力学，并提供了一个有效的潜在的描述，涉及相互作用组件的平均场。大多数组分始终保持自陷在其各自的孔中，这是我们方案有效性的关键因素。在存储期间，每个组件在单个井中执行低振幅偶极振荡。出乎意料的是，物种间的相关性具有稳定的杂质颗粒的运输和存储性能的影响。
2022-11-16 cond-mat.quant-gas
Laser-induced Kondo effect in ultracold alkaline-earth fermions
我们证明了在光晶格中，激光激发可以在超冷原子中相干诱导出一种新的近藤效应。利用具有两个轨道的碱土费米子模型，表明光耦合的两个内部状态动态纠缠形成Kondo单重态，克服了由于辐照引起的热效应。此外，SU（$N$）对称性的光学耦合的缺乏提供了一个独特的功能，在近藤效应，这导致自旋选择重整化的有效质量。我们还讨论了轨道间交换相互作用的影响，并揭示了它们诱导新的交叉或重入行为的近藤效应由于耦合各向异性的控制。激光诱导的近藤效应通过调节激光强度和频率具有高度可控性，为利用超冷原子研究近藤物理提供了一个通用的平台。
2015-10-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Observation of Many-body Dynamical Delocalization in a Kicked Ultracold Gas
本文通过实验研究周期性踢动的一维相互作用超冷气体，观测到相互作用驱动的动力学退局域化和多体量子混沌，并发现其能量呈亚扩散增长，为理论困难的领域提供了新认识。
2021-10-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Numerical Computation of Dynamically Important Excited States of Many-Body Systems
我们提出了一个扩展的时间相关的密度矩阵重整化群（t-DMRG），也被称为时间演化块抽取算法（TEBD），允许计算动态重要的激发态的一维多体系统。我们展示了它的实际用途，用于分析玻色-哈伯德模型的动力学性质和激发描述超冷原子装载在一个光晶格从玻色-爱因斯坦凝聚体。这使得更深入地了解nonadiabaticity在实验实现的绝缘相。
2012-05-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ultracold Spin-Orbit Coupled Bose-Einstein Condensate in a Cavity: Route to Magnetic Phases Through Cavity Transmission
研究了单模法布里-珀罗腔中自旋轨道耦合超冷玻色-爱因斯坦凝聚体。该腔引入了一个与原子自由度动态耦合的量子光晶格势，实现了一个广义的扩展玻色哈伯德模型，其零温相图可以通过调节腔参数来控制。在非相互作用极限下，原子间相互作用为零，原子色散表现出一些有趣的特征，如Dirac点的玻色模拟，腔诱导光晶格势中阿贝尔和非阿贝尔规范场（后者是由于自旋轨道耦合）下的腔控Hofstadter谱具有赝自旋1/2玻色子的特征.在存在原子-原子相互作用的情况下，通过对经典光晶格中自旋-轨道耦合玻色子的广义玻色-哈伯德模型的映射，我们证明了该系统实现了大量的量子磁相，其磁序可以从腔传输中检测出来.这为探测超冷原子中的量子磁性提供了另一种方法。我们讨论了腔诱导光学双稳对这种相位的影响及其实验结果。
2014-05-18 cond-mat.quant-gas
Topological pumping of a single magnon in a one-dimensional spin-dependent optical superlattice
最近在两个实验中证明了超冷原子气体的拓扑泵浦（Nat. Phys. 12，296; 12，350（2016））。本文研究了动态控制自旋相关光学超晶格中单个磁振子的拓扑抽运。当原子间的相互作用较强时，该系统支持拓扑磁振子绝缘体相的动力学版本。通过在超晶格中初始放置一个磁振子，并在一个周期内缓慢地改变动力学控制参数，磁振子密度中心的移动被量子化，并等于拓扑陈数。此外，我们还发现这种量子化位移的方向是纠缠依赖的。我们的结果为实现强关联超冷原子系统中准粒子的拓扑抽运以及研究拓扑抽运与量子纠缠之间的相互作用提供了一条途径。
2019-01-17 cond-mat.quant-gas
Decay and fragmentation in an open Bose-Hubbard chain
我们分析了超冷原子从单格点有损耗的光晶格中的衰变。如果初始状态是动态稳定的，则适当的耗散量可以稳定玻色-爱因斯坦凝聚体，使得它即使在存在强相互作用的情况下也保持相干。如果初始状态是动态不稳定的，则观察到两个不同的动态相之间的过渡。本文对这一转变进行了详细分析。对于强相互作用，系统弛豫到具有显著统计特性的纠缠量子态：原子聚集在随机位置形成的几个“呼吸器”中。不同位置的呼吸子是相干的，使得它们可以用于精确的量子干涉测量和其他应用。
2013-07-05 cond-mat.quant-gas
Understanding Floquet Resonances in Ultracold Gas Scattering
该研究利用弗洛凯散射理论探究超冷气体中时间周期性短程势散射，发现尖锐共振可调控s波散射长度，揭示其源于驱动产生的正能量弗洛凯束缚态，为弗洛凯系统散射调控提供通用资源。
2025-02-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Periodic quenches across the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless phase transition
讨论了超冷均匀原子二维玻色气体在Berezinskiii-Kosterlitz-BKT（Berezinskiii-Kosterlitz-Besselless）相变中周期性猝灭的动力学.具体而言，我们解决的有效原子之间的相互作用强度的热无序状态以上，和一个高度有序的状态下的临界BKT相互作用强度的周期性循环的效果，通过随机投影Gross-Pitaevskii方程的数值模拟。探索新出现的动态作为从低到高频率的正弦驱动的频率的函数，揭示了不同的动力学特征，包括相位滞后的准绝热可逆冷凝物的形成，共振激发与内在的系统弛豫时间尺度一致，并逐步建立动态重现或时间平均的非平衡态与增强的相干性，既不凝聚，也不热。我们的研究为实验观测这种驱动的非平衡超冷超流态铺平了道路。
2020-06-30 cond-mat.quant-gas
Engineering quantum magnetism in one-dimensional trapped Fermi gases with p-wave interactions
一维阱中高度可控的超冷原子为量子磁学的终极模拟提供了一个新的平台。在这方面，Neel反铁磁性和巡游铁磁性是中心的重要性和极大的兴趣。在这里，我们表明，这些磁秩序可以实现在强相互作用的自旋1/2被困费米气体与额外的p波相互作用。在这个强耦合极限下，一维囚禁的费米气体在各向异性p波散射通道中表现出有效的海森堡自旋XXZ链。对于同一种费米子原子内的特定p波吸引或排斥，系统在基态表现出自旋完全偏聚的铁磁畴或反铁磁自旋组态.这种工程磁性很可能在具有非常接近的s波和p波费什巴赫共振的$^{40}$ K原子的准一维囚禁费米气体中进行探测。
2016-06-01 cond-mat.quant-gas
Quantum dynamical response of ultracold few boson ensembles in finite optical lattices to multiple interaction quenches
研究了有限光晶格中少玻色系综在多重相互作用猝灭下的关联非平衡量子动力学。猝灭引起井间隧穿并激发摇篮和呼吸模式。在增加相互作用的时间间隔期间，有几条隧道通道打开，而当系统被猝灭回到其原始相互作用强度时，只有少数通道发生。然而，摇篮模式在猝灭期间和猝灭之间持续存在，而呼吸模式具有独特的频率。激发带的占领详细探讨揭示了单调的行为，增加淬火振幅和淬火相互作用强度的应用程序的持续时间的非线性依赖。最后，观察到一个周期性的粒子数转移之间的动量猝灭的相互作用的增加，与幂律频率依赖于猝灭振幅。我们的研究结果打开了可能性，动态操纵各种激发模式的玻色子系统。
2017-04-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamically generated flat-band phases in optical kagome lattices
受二维复杂光晶格实现的最新进展的启发，我们从理论上研究了超冷费米子在光kagome晶格中的量子输运。特别是，我们专注于它的广泛简并局域态（平带）。通过在晶格的部分区域中加载费米子并在初始未被占据的区域的远边界处耗尽移动原子，我们发现动态生成的平带绝缘体，这也是一种布居反转状态。我们进一步表明，包含弱排斥导致一个动态条纹相的两个组件费米子在类似的设置。最后，通过在部分占据的kagome晶格中制备拓扑绝缘态，我们发现在非平衡输运过程中，拓扑手征电流衰减，但表现出有趣的振荡动力学。由于各种各样的晶格几何支持本地化或拓扑状态，我们的工作提出了新的可能性，使用几何效应和它们的动态atomtronic设备。
2014-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamical probe of the pseudo Jahn-Teller effect in one-dimensional confined fermions
本研究通过超冷费米气体中淬灭杂质的实时动力学模拟，揭示了赝Jahn-Teller效应导致的非绝热跃迁，并证明少体系统可作为研究非绝热输运的可调平台。
2025-06-24 cond-mat.quant-gas
Loading and compression of a single two-dimensional Bose gas in an optical accordion
实验实现相互作用强度可调的二维玻色气体是超冷量子物质研究的一个重要挑战。在这里，我们报告实现的光学手风琴创建一个晶格势的间距，可以动态调整之间的11 $\,μ$ m和2 $\,μ$ m。我们发现，我们可以加载超冷的$^{87}$ Rb原子到一个单一的节点，这种光学晶格在大间距配置，然后减少近螺旋形的间距，以达到一个强的谐波限制的频率大于$ω_z/2π=10\,$ kHz。原子被捕获在一个附加的平底面内势中，该势具有高分辨率。通过结合这些工具，我们创建定制形状的均匀的二维玻色气体与可调的限制沿横向方向，因此与可调的相互作用强度。
2017-01-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Rydberg-Atom-Mediated Strong Antisymmetric Spin Exchange in Molecular Arrays
Shanxi University（山西大学）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；The University of Nottingham（诺丁汉大学）
本文提出利用里德伯原子介导光镊阵列中分子间的强自旋交换相互作用，实现增强三个数量级的有效耦合，并展示快速纠缠生成、高保真双量子比特门及非平衡拓扑相，为强分子自旋相互作用和可扩展量子信息处理开辟新途径。
2026-09-28 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
Pair scattering from time-modulated impurity in the Bose-Hubbard model
该研究探讨了一维吸引Bose-Hubbard模型中时间调制杂质对散射现象的影响，揭示了动态局域化单粒子模式和对粒子解离现象，为可控量子输运提供了新思路。
2025-11-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamical control of electron-phonon interactions with high-frequency light
这项工作解决了Bloch电子的一维问题时，他们被快速驱动的均匀时间周期光和线性耦合到振动模式。从一个通用的时间周期的电子-声子哈密顿量，我们推导出一个时间无关的有效哈密顿量，描述频闪动力学的高频极限的三阶。这就产生了对电子-声子耦合的非平衡修正，这些修正可以通过驱动强度动态地控制。这表明，特别是平衡的本地Holstein相互作用被纠正的非本地Peierls相互作用的平衡，以及声子辅助的跳跃过程，使动态Wannier-Stark本地化的布洛赫电子不可能。随后，我们重新审视的Holstein极化子的平衡问题的有效格林函数，并明确规定如何结合能和有效质量的极化子可以动态控制。这些可调性能的弱耦合和强耦合制度内的报告，因为两者都可以在同一材料中访问时，不同的驱动强度。这项工作提供了一些洞察可控的微观机制，可能涉及在超快泵浦-探测实验中的有机分子晶体的多波长激光照射，虽然它也应该是适合于实现在振动的光晶格的超冷原子。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Stabilizing Topological Superfluidity of Lattice Fermions
二维晶格中无自旋费米子之间的吸引相互作用驱动拓扑超流体的形成。但当体系具有较高的态密度和较大的相互作用强度时，拓扑相在相分离方向上是动态不稳定的。这将临界温度限制在一个具有实验挑战性的范围内，例如，即使是光晶格中的超冷原子和分子也难以实现拓扑超流体。我们提出，除了晶格费米子之间的短程吸引力之外，引入较弱的长程排斥力将抑制相分离不稳定性。以蜂窝晶格为例，我们表明，我们的建议显着扩大了拓扑超流相的稳定部分，并提高了一个数量级的临界温度。我们的工作开辟了一条途径，以提高稳定性的拓扑超流体的工程粒子间的相互作用。
2021-06-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Entangling two transportable neutral atoms via local spin exchange
为了推进量子信息科学，一个不断的追求是寻找满足创建和保持量子纠缠的严格要求的物理系统。在原子物理学中，稳健的两量子比特纠缠通常是通过离子之间的库仑相互作用或里德伯原子之间的偶极相互作用形式的强的长程相互作用来实现的。虽然这些相互作用允许快速门，但受到这些相互作用的原子必须克服与环境的相关耦合和量子位之间的串扰。局部相互作用，例如那些需要显著波函数重叠的相互作用，可以减轻这些不利影响，但也提出了一个新的挑战：为了分散纠缠，量子比特必须被传输，合并以进行相互作用，然后隔离以进行存储和后续操作。在这里，我们展示了如何通过移动光镊，它是可能的准备和本地纠缠两个超冷中性原子，然后将它们分开，同时保持它们的纠缠。虽然基态中性原子实验已经测量了与自旋纠缠一致的动力学，并检测到与宏观可观测量的纠缠，但我们现在能够通过应用局部梯度和宇称测量来证明位置分辨的两粒子相干性;这种新的纠缠验证协议可以应用于空间分离原子的任意自旋纠缠态。局域纠缠操作是通过超冷自旋交换相互作用实现的，量子隧穿被用来结合和分离原子。我们的工具集提供了一个框架，用于通过大规模量子寄存器内的本地操作动态纠缠远程量子位。
2015-11-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Generation of wave turbulence in dipolar gases driven across their phase transitions
Missouri University of Science and Technology（密苏里科技大学）；Lund University（隆德大学）
研究通过驱动偶极子气体跨越相变，揭示了非平衡准稳态和波湍流的形成机制。
2026-02-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Chiral control of quantum states in non-Hermitian spin-orbit-coupled fermions
自旋-轨道耦合是自旋霍尔效应和拓扑绝缘体等量子现象的基本机制。它在孤立的厄米系统中得到了广泛的研究，但对耗散在自旋轨道耦合系统中所起的作用知之甚少。在这里，我们实现了耗散自旋轨道耦合带充满超冷费米子，并观察宇称时间对称性破缺的结果之间的竞争的自旋轨道耦合和耗散。可调耗散，引入状态选择原子损失，使我们能够调整的能隙，并关闭它在临界耗散值，所谓的例外点。在临界点附近，态演化表现出手征响应，这使得我们能够动态地调节自旋轨道耦合和耗散，揭示了当量子态围绕例外点时的拓扑鲁棒的手征自旋转移。这表明我们可以探索具有自旋轨道耦合的非厄米拓扑态。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Drag-induced skin effect in a Bose-Fermi mixture
Dalian University of Technology（大连理工大学）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
通过研究仅玻色子经历非对称跳跃的相互作用玻色-费米混合物，发现拖曳诱导的非厄米趋肤效应（NHSE），其中费米子通过关联束缚态继承边界积累，并提出了在超冷原子混合物中的可行实现方案。
2026-09-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
