超冷原子-离子碰撞中的朗道量子化效应

Landau Quantization for $ Λ$-Type Neutral Atoms in an Homogeneous Spin-Dependent Gauge Potential

We investigate the quantum dynamics of neutral atoms subject to a uniform spin-dependent gauge field. In particular, we analyze a simple experimental scheme to generate the Landau quantization in a two dimensional atomic gas with internal three-level $Λ$-type configuration. We show how energy eigenfunctions and eigenvalues are obtained and discuss the experimental conditions for which a variety of physical quantities of the atomic gas can exhibit quantum oscillations.

Quantized Nonlinear Transport with Ultracold Atoms

In this letter, we propose how to measure the quantized nonlinear transport using two-dimensional ultracold atomic Fermi gases in a harmonic trap. This scheme requires successively applying two optical pulses in the left and lower half-planes and then measuring the number of extra atoms in the first quadrant. In ideal situations, this nonlinear density response to two successive pulses is quantized, and the quantization value probes the Euler characteristic of the local Fermi sea at the trap center. We investigate the practical effects in experiments, including finite pulse duration, finite ed…

形变朗道能级中囚禁超冷费米子的强关联态

Strongly correlated states of trapped ultracold fermions in deformed Landau levels

我们分析了在合成的非阿贝尔U（2）规范势中两组分超冷费米子气体的强关联区，该规范势由磁场和均匀自旋轨道耦合组成.这种规范位能使朗道能级相对于阿贝尔情形发生变形，并交换它们作为自旋-轨道耦合函数的有序性。鉴于实验实现，我们表明，谐波势结合塞曼项，产生角动量项，它可以用来测试通过相互作用获得的相关态的稳定性。在最低的LL近似下，我们推导出了描述种间接触相互作用的Halfton赝势。与普通的分数量子Hall系统和超冷玻色子在相同的规范势下的短程相互作用不同，足够强的非阿贝尔场的HPs在相对角动量上表现出非常规的非单调行为。利用这一性质，我们研究了新的不可压缩基态作为总角动量的函数的发生。在第一变形朗道能级（DLL）中，我们得到了Laughlin态和Jain态。相反，在第二个DLL中出现三类稳定态：Laughlin态，一系列中间强关联态，最后是整数量子霍尔态的涡旋。值得注意的是，在中间制度，第二DLL的非单调的HP诱导两个粒子的相关性，这让人想起配对状态，如哈夫尼状态。通过精确对角化的磁盘几何形状，我们计算实验相关的观测，如密度分布和相关性，我们研究的纠缠谱作为进一步的工具来表征所获得的强关联态。

面向超冷原子实验的零磁场环境研究进展

Progress toward a zero-magnetic-field environment for ultracold-atom experiments

本文利用Landau-Zener光谱技术将超冷钠原子气体的磁场降低至几十微高斯，为在近零磁场条件下观测超冷自旋玻色气体的新颖量子物相提供了实验基础。

具有动力学赝自旋自由度的超冷原子的量子磁性

Quantum magnetism of ultracold atoms with a dynamical pseudospin degree of freedom

我们考虑具有SU（$\cal N$）赝自旋自由度的Hubbard晶格中的玻色子，通过相干转移项使其成为动力学的。它表明，在对角化的赝自旋耦合的基础上，一个通用的跳跃过程影响的自旋状态，类似于自旋轨道耦合。对于Mott相的系统，这导致具有可变量子化轴的铁磁相。在极端情况下，它甚至可以产生反铁磁序。

手性拉曼耦合用于超冷原子气体中的自旋-轨道耦合

Chiral Raman coupling for spin-orbit coupling in ultracold atomic gases

本研究通过手性拉曼耦合在超冷原子气体中实现自旋-轨道耦合，生成正交的一维SOC，并用于拓扑能带研究。

超冷原子和分子陷阱中的光致圆锥相交

Optically induced conical intersections in traps for ultracold atoms and molecules

我们表明，锥形交叉可以创建在实验室坐标系下，通过打扮一个抛物型陷阱的超冷原子或分子的组合的光学和静态磁场。所得到的环阱可以支持半整数旋转量子化的单粒子态和持续流的多粒子态。两个分离良好的原子或分子态被光场带入近共振，并被非均匀磁场相互调谐。在光场中的节点处出现圆锥相交。

量子涨落下Landau-Lifshitz-Gilbert方程自旋泵理论的一点注记局域自旋量子化的必要性

A short note on spin pumping theory with Landau-Lifshitz-Gilbert equation under quantum fluctuation; necessity for quantization of localized spin

我们想指出的方法相结合的自旋泵理论提出的Tserkovnyak等。与Landau-Lifshitz-Gilbert方程的盲点;这种方法已被广泛用于解释大量的实验结果。自旋泵效应的本质是量子涨落。因此，定域自旋自由度应该被量子化，即被视为磁振子而不是经典变量。因此，旋进的铁磁体可以看作是一个磁振子电池。这一观点将有助于自旋电子学的进一步发展。

Exact closed-form analytic wave functions in two dimensions: Contact-interacting fermionic spinful ultracold atoms in a rapidly rotating trap

Exact two-dimensional analytic wave functions for an arbitrary number $N$ of contact-interacting lowest-Landau-level (LLL) spinful fermions are derived with the use of combined numerical and symbolic computational approaches via analysis of exact Hamiltonian numerical diagonalization data. Closed-form analytic expressions are presented for two families of zero-interaction-energy states at given total angular momentum and total spin $0 \leq S \leq N/2$ in the neighborhood of the $ν=1$ filling, covering the range from the maximum density droplet to the first quasihole. Our theoretical prediction…

超冷原子气体中的集体振荡

Collective oscillations in ultracold atomic gases

使用流体和动力学的描述，其中附近的原子之间的排斥力包括在内，我们讨论的基本振荡和波的超冷原子云被限制在磁光阱。混合模式的存在，具有类似的等离子体和声波的属性进行了详细描述。本文讨论了球形云团中约束混合模的Tonks-Dattner共振，并考虑了偶极共振与混合模之间的非线性耦合。讨论了速度空间中的朗道阻尼过程和准线性扩散。

超导环中超冷原子对量子化通量的敏感性

Sensitivity of ultracold atoms to quantized flux in a superconducting ring

本文报道了在不同量子化磁通量状态下制备的超冷$^{87}$ Rb原子系综在超导环附近的磁捕获。10 $μ$ m半径的铌环是在磁通状态$n Φ_0$中制备的，其中$Φ_0 = h / 2e$是磁通量子，而$n$在$\pm 5$之间变化。温度为250 nK的原子云位于环下方距离$\sim 18 μ$ m处，具有谐波磁捕获势。环中超电流的不均匀磁场对云的磁俘获势有贡献。磁阱的诱导形变影响了云的形状、被囚禁原子的数量以及玻色-爱因斯坦凝聚体的质心振荡频率。当芯片冷却期间施加的磁场变化时，这些特性的变化显示出与通量量化定量匹配的离散步骤。

Generalized effective-potential Landau theory for a tunable state-dependent hexagonal optical lattice

We analytically study the ground-state phase diagrams of ultracold bosons with various values of the effective magnetic quantum number $m$ in a state-dependent hexagonal optical lattice by using the generalized effective-potential Landau theory, where the site-offset energy between the two triangular sublattice A and B is tunable. Our analytical calculations of third-order corrections are in reasonably good agreement with the previous cluster Gutzwiller calculations. Furthermore, we reveal the reason why the regions of the Mott lobes $(n,n)$ in phase diagrams for $m=0.02$ are unexpectedly expa…

朗道量子化影响下二维腔极化激元中的Rashba自旋轨道耦合、塞曼分裂和旋向性效应

Effects of Rashba spin-orbit coupling, Zeeman splitting and gyrotropy in two-dimensional cavity polaritons under the influence of the Landau quantization

GaAs型量子阱（QW），p型价带嵌入谐振器。研究了电子和重空穴（hh）的朗道量子化，考虑了hh的三阶手征项和色散项中的非抛物项（包括Zeeman分裂（ZS）效应）的Rashba自旋轨道耦合.利用Rashba方法[1]得到了本征函数和本征能量的精确解。在第二量子化表象中，我们导出了描述库仑电子-电子和电子-辐射相互作用的哈密顿量，确定了磁激子能支和磁激子-光子相互作用。研究了描述腔磁激子-极化激元能谱的五阶色散方程。它考虑了腔光子与两个偶极活性和两个四极活性的2D磁激子能量分支的相互作用。腔光子具有沿其波矢取向的圆偏振，其具有量子化的纵向分量。激子-光子相互作用的选择规则用两种圆极化的标量积来表示，它与电子和重空穴的LQ能级数有关。结果表明，极化子分支的拉比频率和磁激子振子强度随磁场强度的增加而增加。在给定波矢纵投影符号的情况下改变光子圆偏振的符号，或者等效地改变同一选定光圆偏振的纵投影符号，可以揭示光学陀螺效应。

超冷原子热电热机

A thermoelectric heat engine with ultracold atoms

热电效应，例如通过温度梯度产生粒子电流，其起源于热量和粒子流之间的可逆耦合。这些效应是材料的基本探测器，并可应用于冷却和发电。在这里，我们展示了热电在费米冷原子通道，弹道或扩散，连接到两个水库。我们表明，可以通过控制的几何形状或无序强度的效果和能量转换的效率的大小进行优化。我们的观察是在定量协议的理论模型的基础上的Landauer-Buttiker形式主义。我们的装置提供了一个可控的模型系统，探索能量转换的机制，并实现了冷原子为基础的热机。

人工规范场中超冷里德堡气体的分数量子霍尔物理

Fractional quantum Hall physics with ultracold Rydberg gases in artificial gauge fields

本文研究了分数量子霍尔（Fractional quantum Hall，简称FWHH）体系中人工规范场作用下的超冷里德伯缀饰玻色气体。里德伯相互作用的特性在最低朗道能级（LLL）上产生了不同于标准的量子化学物理的有趣的多体基态。非本地的，但迅速减少的相互作用势有利于结晶基态非常稀的系统。虽然简单的维格纳晶体在能量上比填充分数$ν<1/12$的Laughlin液体更有利，但对于与简单维格纳晶体具有大的能隙的$ν\leq 1/6$，已经出现了复合颗粒的相关晶体。一个新的长度尺度的存在下，里德伯阻塞半径$a_B$，引起气泡结晶相的$ν\lesssim 1/4$时，平均粒子距离变得小于$a_B$，它描述了饱和，几乎恒定的相互作用势的区域。对于较大的填充物，发现了强烈相关的簇液体的迹象。

超冷原子电导平台和分数量子霍尔效应的量子模拟

Quantum simulation of conductivity plateaux and fractional quantum Hall effect using ultracold atoms

我们利用高度可控的超冷原子系统分析了杂质在分数量子霍尔效应中的作用。我们调查的机制负责形成高原的电阻率/电导率作为一个功能的应用磁场在最低的朗道能级制度。为此，我们考虑了一个杂质浸没在一个超冷量子玻色气体的小云受到人工磁场。我们考虑的情况下，相应的实验现实的系统与规范场引起的旋转或适当设计的激光场。这类系统足以模拟超冷原子装置中的量子霍尔效应。我们使用精确对角化的几个原子，模拟输运方程，我们分析了系统的时间演化下的周期性扰动。我们提出了一个理论方案来探测超冷原子中与分数填充因子相关的强关联态。我们分析的条件下，这些强相关的状态与存在的电阻率/电导率高原。我们的主要结果是在一个区域中存在一个平台，其中本地化和非本地化粒子之间的转移发生，作为一个必要条件，以保持恒定的电阻率/电导率值的磁场增加。