Entanglement-assisted tunneling dynamics of impurities in a double well immersed in a bath of lattice trapped bosons
我们揭示了相关的隧道动力学的杂质被困在一个双阱和相互作用排斥的大多数种晶格被困玻色子。淬火后的双井的倾斜，它被发现，淬火诱导的隧穿动力学关键取决于物种间的相互作用强度和存在的纠缠系统中固有的。特别地，对于弱耦合，杂质在双阱中执行相当不规则的隧穿过程。增加物种间的耦合，它是可能的，以控制响应的杂质经历延迟隧穿，而大多数物种有效地作为一个材料的障碍。对于非常强的种间相互作用强度的杂质表现出自陷行为。我们展示了一个类似的隧道动力学发生两个弱相互作用的杂质，并确定其潜在的传输机制对和单粒子隧穿过程。
2020-02-13 cond-mat.quant-gas
Phases and dynamics of few fermionic impurities immersed in two-dimensional boson droplets
本文研究少数自旋极化费米子浸入二维玻色液滴的基态与淬灭动力学，发现强吸引耦合导致费米子局域化、诱导费米子间相互作用及液滴密度反作用，并揭示淬灭后环状和十字形激发图样的形成机制。
2024-05-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Static impurities in a weakly-interacting Bose gas
本文对稀$D$维玻色气体与少量静态杂质相互作用的基态性质进行了全面的讨论。在玻色-杂质相互作用的短程特性假设下，我们计算了三维和二维玻色系统的能量。
2021-09-30 cond-mat.quant-gas
Controlled doping of a bosonic quantum gas with single neutral atoms
本文报道了用单个中性$^{133}$铯原子掺杂$^{87}$铷玻色-爱因斯坦凝聚体的实验结果。我们讨论的实验工具和程序，以促进Cs-Rb相互作用。首先，我们利用杂质的简并拉曼边带冷却来提高杂质在量子气体中的浸没效率。我们确定浸没部分的Cs杂质从Cs原子的热化后撞击BEC，其中弹性碰撞导致的Rb云中的Cs原子的本地化。其次，通过将Cs原子定位在物种选择性光晶格中并随后输运到Rb云中，获得了浸没概率的进一步增强。在这里，杂质BEC相互作用的位置和时间分辨的三体损失的Cs杂质浸入BEC监测。这种实验方法的组合允许用中性杂质原子对BEC进行受控掺杂，为杂质辅助探测和相干杂质-量子浴相互作用铺平了道路。
2018-05-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum spin dynamics of individual neutral impurities coupled to a Bose-Einstein condensate
我们报告的自旋动力学的个人，局部中性杂质沉浸在玻色-爱因斯坦凝聚体。单个铯原子被传输到铷原子云中，与浴一起热化，并且解决了具有准自旋$F_i=3$的局部杂质与具有$F_b=1$的浴原子之间的自旋交换。比较我们的数据的自旋动力学的数值模拟，我们发现，在BEC制度的气体密度，动力学是由云的凝聚分数占主导地位。我们通过杂质的自旋布居在空间上解决了杂质和气体的密度重叠。最后，我们跟踪的相干性准备在一个相干叠加的内部状态时，耦合到不同密度的气体的杂质。对于我们选择的国家，我们表明，尽管高浴密度，从而快速热化率，杂质的相干性不受浴，实现了制度的同情冷却，同时保持内部状态的相干性。我们的工作为通过局部杂质对量子多体系统进行非破坏性探测铺平了道路。
2018-08-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Bound impurities in a one-dimensional Bose lattice gas: low-energy properties and quench-induced dynamics
本文用精确对角化研究一维光晶格中双玻色杂质与玻色浴的相互作用，揭示排斥相互作用诱导束缚二聚体形成，并发现强到弱相互作用淬火后系统出现由相分离本征态驱动的二聚体态复现振荡。
2024-05-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
In situ thermometry of a cold Fermi gas via dephasing impurities
低温的精确测量是量子科学的一项具有挑战性、重要性和基础性的任务。特别是，由于冷原子系统具有量子模拟的潜力，原位测温是非常理想的。在这里，我们证明了一个非相互作用的费米气体的温度可以准确地推断出浸入其中的杂质的非平衡动力学，使用干涉仪协议和建立的实验方法。采用量子参数估计理论的工具，我们表明，我们提出的方案在当前实验中的简并费米气体的相关温度制度达到最佳精度。我们还发现了一个有趣的权衡测量时间和测温精度之间的杂质-气体耦合控制，与弱耦合导致最大的灵敏度。这被解释为与安德森正交性灾难的发病，它占主导地位的气体动力学与浸没的杂质的局部相互作用后的缓慢退相干的后果。
2020-08-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Many-body bound states and induced interactions of charged impurities in a bosonic bath
量子介质中载流子的诱导相互作用和束缚态是研究量子输运的关键。超冷原子-离子系统为研究这一问题提供了一个方便的平台。在这里，我们调查的静态性质的一个和两个离子杂质在玻色子浴用量子蒙特卡罗方法。我们确定了三个双极化制度取决于原子-离子势的强度和它的两体束缚态的数量：一个微扰制度类似的情况下的一对中性杂质，非微扰制度，失去了准粒子字符的前，和多体束缚态制度，只能出现在一个束缚态的存在下，在两体势。我们进一步揭示了强烈的浴诱导的两个离子极化子之间的相互作用。我们的研究结果表明，数值模拟是必不可少的描述高度相关的杂质模型。
2023-03-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Trapped ideal Bose gas with a few heavy impurities
本文提出了一种计算理想玻色气体在准一维和准二维简谐势阱中的热力学性质的一般方法。在较宽的温度和相互作用强度范围内，数值计算了单个杂质的结合能，并详细研究了囚禁玻色气体中两个杂质之间的介质诱导类Casimir力.
2023-03-02 cond-mat.quant-gas
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
Density-dependent hopping for ultracold atoms immersed in a Bose-Einstein-condensate vortex lattice
无论是原子混合物的玻色-爱因斯坦凝聚体和系统的原子被困在光晶格已深入探讨理论，主要是由于在实验方面的特殊发展。研究了超冷原子杂质（玻色子）在第二玻色凝聚态涡旋晶格中的性质。与静态光格结构相比，涡旋晶格呈现出由其Tkachenko模式给出的内在动力学。这些激发诱导杂质之间的额外的相关性，这包括在一个长期的吸引力的潜力和密度依赖的跳跃，这里描述的扩展玻色-哈伯德模型的框架。我们通过Gutzwiller方法和平均场方法计算了杂质的量子相图，并分别确定了两个附加项的影响，即，莫特绝缘体瓣的移位和变形。特别是长程吸引力导致相图中存在三相点，与先前的量子蒙特卡罗计算一致[Cguri \emph{et al.}，Phys. Rev. A \textbf{95}，053639（2017）]。
2018-02-27 cond-mat.quant-gas
Polarons and their induced interactions in highly imbalanced triple mixtures
我们揭示了沉浸在相关的一维（1D）玻色-玻色混合物中的杂质的极化子性质。这种设置允许杂质以吸引或排斥的方式耦合到特定的主体，从而提供了一个高度灵活的平台来操纵出现的极化特性。具体地，极化子残基峰和诱导相互作用的强度可以通过改变杂质与各个玻色子组分的偶联来控制。特别是，它是可能的，以保持更大的相互作用强度的准粒子字符相比，在一个单一的玻色子物种中的杂质的情况下。我们阐述了杂质介质相互作用的极化子结合能的层次结构，从而阐明了最近的实验射频方案中的极化子共振的识别。对于强吸引力的杂质介质耦合双极化子形成被捕获。我们的研究结果铺平了道路，不断改变准粒子的字符，陷阱效应的影响下，同时暴露在三重混合设置的相关性的作用。
2021-09-22 cond-mat.quant-gas
Dynamics of single neutral impurity atoms immersed in an ultracold gas
本文报道了用单个中性Cs杂质原子对超冷Rb气体进行可控掺杂的研究。弹性两体碰撞导致Rb气体内部杂质的快速热化，这是第一次实现掺杂有精确已知数量的杂质原子的超冷气体通过s波碰撞相互作用。非弹性相互作用被限制在一个单一的三体复合通道在一个高度控制和纯设置，这使得确定的Rb-Rb-Cs三体损失率前所未有的精度。我们的研究结果为在量子多体系统中实现单个可控杂质的相干相互作用混合系统铺平了道路。
2012-10-17 cond-mat.quant-gas
Inelastic collision dynamics of a single cold ion immersed in a Bose-Einstein condensate
研究了玻色-爱因斯坦凝聚体中单个冷离子的非弹性碰撞动力学。我们观察到快速的离子-原子-原子三体复合，导致形成弱结合的分子离子，然后通过二次两体分子-原子碰撞淬灭振转态向更深的结合能。与以前利用混合离子阱的研究相比，我们在一个有效的无场环境中工作，并通过里德伯激发和电离直接从原子系综产生一个自由的低能离子杂质。这使我们能够实施能量分辨场解离技术来追踪复合产物的弛豫动力学。我们的观察结果与基于Langevin捕获动力学的数值模拟结果吻合良好，并为研究超冷量子气体中离子杂质的稳定性和反应动力学提供了补充手段。
2020-11-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
The effect of boson-boson interaction on the Bipolaron formation
浸入周围超冷玻色气体中的杂质经历由周围多体环境介导的相互作用。如果聚焦在两个足够接近的杂质上，它们可以形成双极化子对。在这里，我们讨论如何标准的方法的基础上线性化的凝聚场导致的结果只在弱耦合制度和足够大的杂质分离有效。我们展示了如何在玻恩-奥本海默近似下，通过考虑已经在平均场水平上的玻色子-玻色子相互作用来弥补这些缺点。
2022-10-06 cond-mat.quant-gas
Transport of a single cold ion immersed in a Bose-Einstein condensate
研究了单个低能离子杂质在玻色-爱因斯坦凝聚体中的输运动力学。杂质被注入到冷凝物开始从一个单一的里德伯激发，这是电离的一系列快速电场脉冲，旨在最大限度地减少离子的初始动能。利用一个小的偏置电场，我们研究了杂质在外力作用下的碰撞动力学。快速的离子-原子碰撞速率，源于密集的简并宿主气体和大的离子-原子散射截面，使我们能够研究的杂质在几十微秒内频繁碰撞的制度。我们的测量结果与随机轨道模拟的基础上连续Langevin碰撞的比较表明扩散的杂质的输运特性，并允许我们测量其流动性。此外，与自由和未捕获的离子一起工作提供了独特的手段来区分单一实现，其中杂质通过三体复合形成非弹性分子离子。我们研究了这些事件的冷化学，并找到了随后产生的分子的振转淬灭碰撞的证据。我们的结果为研究超冷物质中带电量子杂质的动力学行为开辟了一条新的途径。
2020-11-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Tracking Rydberg atoms with Bose-Einstein Condensates
我们提出通过里德伯电子与宿主凝聚体的弹性相互作用来跟踪移动里德伯激发杂质原子的位置和速度。轨迹首先出现在凝析相中，然后自然地转换为凝析密度或动量分布中的特征。因此，凝聚态的作用类似于基本粒子物理学早期的云室或泡室。该技术将是有用的探索里德伯-里德伯散射，罕见的非弹性过程中涉及的里德伯杂质，相干里德伯运动和凝聚体上的杂质所施加的力。我们的模拟结果表明，可分辨的轨道可以在浸没的里德伯寿命和冷凝加热的控制下产生。最后，我们证明了这种里德伯跟踪技术的实用性，研究电离里德伯碰撞或角动量变化与凝聚体的相互作用。
2019-04-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Quantum dynamics of impurities coupled to a Fermi sea
本文研究了零温下浸没在理想费米气体中的杂质原子的动力学。我们专注于相干量子演化的杂质淬火后，强烈的杂质费米子相互作用，其中的相互作用被假定为在冷原子实验中的短程。为了近似模拟多体时间演化，我们使用截断基方法，其中最多包括两个费米海的粒子-空穴激发。当系统最初是非相互作用的，我们表明，我们的方法准确地捕捉到短时间的动力学淬火后，我们发现，初始和最终状态之间的重叠显示在这个限制的普遍非解析依赖于时间。我们进一步展示了我们的方法可以用来计算杂质的光谱函数，以及描述多体现象，涉及耦合杂质自旋态，如拉比振荡介质或高度工程化的量子猝灭。
2016-08-02 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Role of impurity statistics and medium constraints in polaron-polaron interactions
Monash University（莫纳什大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC)（凝聚态物理中心 (IFIMAC)）；Universität Heidelberg（海德堡大学）
研究极子-极子相互作用中杂质统计与介质约束的影响，提出统一理论框架并推导出弱耦合极限下的精确关系。
2026-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Collision of impurities with Bose-Einstein condensates
玻色子池中杂质的量子动力学是固体物理、等离子体物理和原子物理学的一个长期存在的问题。最近的实验和理论研究与超冷原子集中在这个问题上，研究原子杂质沉浸在原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）和各种相对耦合强度调整的法诺-费什巴赫共振技术。在这里，我们报告了一个密切相关的问题：在准一维配置和弱谐波轴向约束下，由几个$^{41}$ K原子组成的玻色杂质和由$^{87}$ Rb原子组成的BEC之间的碰撞广泛的数值模拟。对于较小的物种间相互作用强度值（无论它的符号），我们发现，杂质，从外部的BEC开始，简单地来回振荡的BEC云，但振荡的频率取决于相互作用强度。对于中间耦合，在几个振荡周期后，杂质被BEC捕获并强烈改变其振荡幅度。在强相互作用区域，如果种间相互作用是吸引的，则BEC密度的局部最大值（亮孤子）出现在杂质被捕获的地方;相反，如果种间相互作用是排斥的，则杂质不能进入BEC云，反射系数接近1。另一方面，如果增加杂质的初始位移，杂质能够穿透云导致在BEC中出现移动空穴（暗孤子）。
2018-02-23 cond-mat.quant-gas
The heavy Fermi polaron I: the Lithium-Cesium experiment
Physikalisches Institut, Universität Heidelberg（海德堡大学物理研究所）；Department of Physics and Research Center OPTIMAS, RPTU University Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道理工大学物理系与OPTIMAS研究中心）
本文介绍了一套用于研究量子气体混合物中费米极化子的实验平台，利用锂-铯量子气体系统，通过光学拉曼光谱制备重费米极化子，可探索此前未涉及的费米极化子参数区域。
2026-08-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum mixtures of ultracold gases of neutral atoms
该研究探讨中性原子超冷气体量子混合物这一实验平台，分析同核自旋与异核混合物的差异，从少体、杂质及相互作用气体三视角研究其在多物理问题中的应用价值。
2024-09-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Temperature-Controlled Resonance in a Heteronuclear Quantum Gas Mixture
Xi'an Jiaotong University（西安交通大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
该研究提出通过控制异核混合物温度实现连续可调的单通道共振，展示了温度对费米面热模糊的影响，从而在广泛参数范围内产生温度调控共振（TCR），并验证了其在玻色气体中的淬火动力学特性。
2026-05-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
The Bose polaron as thermometer of a trapped Bose gas: a quantum Monte Carlo study
本研究利用 ab-initio Path Integral Monte Carlo 模拟，探讨了浸入囚禁 Bose 气体中的中性杂质作为温度计的潜力，发现其在低温下具有高精度和稳健性，且最大似然估计精度可逼近 Quantum Fisher Information 极限。
2025-03-06 cond-mat.quant-gas
Self-limiting electrostriction of a single ion in an ultracold polar gas: From mesoscopic ions to crystalline molecular rings
Stony Brook University（石溪大学）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
该研究探究超冷极性气体中单个离子周围极性分子的自组装，结合全局优化与扩散蒙特卡洛方法，揭示了离子结合极性分子团簇的特殊结构与稳定性，为研究量子浴中带电杂质提供新途径。
2026-08-24 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.atom-ph
