Correlated decoherence and thermometry with mobile impurities in a 1D Fermi gas
School of Physics, Trinity College Dublin（都柏林三一学院物理学院）；Quantum Systems Unit, OIST Graduate University（冲绳科学技术大学院大学量子系统单元）；Department of Physics, King’s College London（伦敦国王学院物理系）
研究通过理论方法探讨移动杂质在1D费米气体中的去相干动力学及热计量性能，发现质量不平衡影响去相干行为并提升热计量精度。
2025-09-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Lee-Huang-Yang effects in the ultracold mixture of $^{23}$Na and $^{87}$Rb with attractive interspecies interactions
超冷量子气体中普遍存在超平均场李黄杨修正。然而，由于平均场能量的影响通常要大得多，其效果往往是难以捉摸的。在这项工作中，我们研究了超冷混合物的$^{23}$钠和$^{87}$ Rb与可调的吸引力种间相互作用。LHY效应表现在自束缚量子液滴的形成和气相样品的膨胀动力学。通过测量临界原子数得到了液相-气相图，低于该临界原子数，自束缚行为消失。与被捕获的气相冷凝物形成鲜明对比的是，在液体到气体的相变之后形成的气相混合物显示出异常膨胀，其特征在于用于增加平均场吸引的较大释放能量。
2022-01-19 cond-mat.quant-gas
Thermodynamics of Interacting Fermions in Atomic Traps
我们计算了在BCS和玻色-爱因斯坦凝聚端点之间的大范围磁场下，被囚禁的共振相互作用费米气体的熵随温度的变化。这为绝热扫描测温的重要技术提供了基础，并用于定量表征气体激发的演化和性质。然后，这些结果被用于校准$^6$ Li和$^{40}$ K的几个开创性实验中的温度。
2006-01-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Self-trapped quantum balls in binary Bose-Einstein condensates
利用超越平均场的Lee-Huang-Yang方法和三体相互作用，研究了在两体种间吸引和种内排斥的二元玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中稳定的自陷球形量子球的形成.我们发现，这些相互作用或这些的组合可以稳定的二进制BEC量子球非常相似的静态结果，并为一个完整的描述的问题，这两个方面都应该考虑。与平均场Gross-Pitaevskii方程中的两体接触相互作用的立方非线性相比，这些相互作用导致非线性动力学方程中的高阶非线性，例如分别为四次和五次。高阶非线性使能量在双星球中心无限大，从而避免了坍缩。除了形成固定的双球，我们还研究了两个这样的球之间的碰撞。在大的速度下，碰撞被发现是弹性的，当速度降低时，它变成非弹性的。在这项研究中，我们考虑的数值解的超越平均场模型的二元球，以及它的单模变分近似。
2018-11-27 cond-mat.quant-gas
Dark-soliton-like excitations in the Yang-Gaudin gas of attractively interacting fermions
Yrast态是在给定非零动量时能量最低的状态，它提供了暗孤子概念到强相互作用一维量子气体的自然延伸。本文利用精确可解的Yang-Gaudin模型，研究了具有吸引δ函数相互作用的一维平衡自旋- $\frac{1}{2}$费米气体的Yrast态.在有限粒子数和热力学极限下求解了相应的Bethe-Anasterian方程。对应的类孤子性质的yrast激发计算包括丢失的粒子数，相位阶跃，惯性和物理质量。惯性物理质量比，这是有关的振荡频率在被困气体中，被发现是统一的强和弱的吸引力的限制和下降到$\approx 0.78$的交叉制度。这一结果与一维平均场论相反，后者预言了在弱吸引极限下的发散质量比。通过精确映射，我们的结果还预言了超Tonks-Girardeau气体中类暗孤子激发的存在及其性质。简要讨论了实验观测的前景。
2017-11-01 cond-mat.quant-gas
Density ripples in expanding low-dimensional gases as a probe of correlations
本文从理论上研究了低维超冷玻色气体从严格的横向禁闭中释放后两点密度关联函数的演化。在膨胀的过程中，存在于被困系统中的热涨落和量子涨落转化为密度涨落。对于与当前实验相关的自由弹道膨胀的情况，我们提出了简单的分析关系之间的频谱的"密度波纹“和原始受限系统的关联函数。我们分析了几个物理制度，包括弱相互作用和强相互作用的一维（1D）玻色气体和二维（2D）玻色气体下的Berezinskiii-Kosterlitz无（BKT）过渡。对于弱相互作用的一维玻色气体，我们得到了密度波纹谱的显式解析表达式，它可用于测温。对于2D玻色气体的BKT过渡以下，我们表明，足够长的扩展时间的密度波纹的频谱具有自相似的形状控制的一阶关联函数的指数。这个指数可以通过分析密度波纹谱随膨胀时间的演化来提取。
2009-09-12 cond-mat.quant-gas
Weak-coupling to unitarity crossover in Bose-Fermi mixtures: Mixing-demixing and spontaneous symmetry breaking in trapped systems
玻色-费米混合物的通常处理依赖于弱耦合的Gross-Pitaevskii（GP）和密度泛函（DF）拉格朗日，通常包括更现实的{微扰}李-黄-杨（LHY）修正。我们建议分析{非微扰}超越平均场玻色和费米拉格朗日有效沿交叉从弱到强耦合限制的种内相互作用符合LHY修正和强耦合（么正性）限制小和大散射长度$|a|$，分别，并使用这些来研究玻色-费米混合物。数值研究了球对称和准一维势阱中玻色-费米混合物的混合-去混合和自发对称性破缺，研究了种内玻色和费米相互作用从弱耦合到强耦合的变化，LHY修正适用于中到弱原子相互作用，对强相互作用则发散（大散射长度$|a|$），而目前的超越平均场拉格朗日是有限的么正性极限（$|a|\to \infty$）。我们使用玻色费米$^7$ Li- $^6$ Li混合物在球对称和准一维陷阱下说明我们的结果。用本模型得到的玻色-费米混合物沿交叉点的密度分布的结果可以定性地不同于通常的GP-DF拉格朗日有或没有LHY修正。具体地说，我们确定了自发对称性破缺和分层在本模型中没有发现在通常的模型与相同的参数值。
2019-08-07 cond-mat.quant-gas
Criteria of off-diagonal long-range order in Bose and Fermi systems based on the Lee-Yang cluster expansion method
将Lee和Yang的量子统计集团展开方法推广到研究单组分和多组分玻色子或费米子混合物中的非对角长程序（ODLRO）.我们的配方是适用于一个统一的系统和一个没有局域密度近似的陷阱系统，并允许系统的扩展的一个和多个粒子约化密度矩阵的集群功能定义为同一系统与玻尔兹曼统计。这个展开式中的每一项都可以与一个李-杨图相关联。我们阐明了每个李杨图的物理意义，特别是，对于一个混合物的超冷原子和绑定二聚体，一个无限总和的梯形李杨0-图显示，导致玻色-爱因斯坦凝聚的二聚体低于临界温度。在玻色统计的情形下，证明了无穷级数的Lee-Yang 1-图是收敛的，并给出了单粒子水平上ODLRO的判据.应用到稀玻色系统的硬球。在Fermi统计的情形下，证明了无穷级数的Lee-Yang 2-图是收敛的，并给出了ODLRO在两粒子水平上的判据.在紧束缚极限下的两组分费米气体的应用也被提出。
2012-04-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Hollow cylindrical droplets in a very strongly dipolar condensate
该研究通过含修正 Lee-Huang-Yang 相互作用的平均场模拟，证明强偶极 BEC 在平面简谐势与中心高斯势垒约束下可形成环形空心圆柱状准一维亚稳液滴，并以实时传播验证其稳定性。
2025-07-14 cond-mat.quant-gas
Heat Capacity of a Strongly-Interacting Fermi Gas
我们测量了光阱中强相互作用费米气体原子的热容。精确的能量输入到气体之后是单参数测温法，其确定气体云的经验温度参数$\tilde{T}$。我们的测量揭示了热容的明显转变。利用有限温度下费米超流体到玻色超流体的交叉理论计算了气体的能量和空间分布。该理论校准了$\tilde{T}$，与数据吻合得很好，并预测了在所观察到的转变点处超流性的发生。
2005-02-03 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Odd-frequency pair correlations in the trapped fermionic Tonks-Girardeau gas
Victoria University of Wellington（惠灵顿维多利亚大学）；Massey University（梅西大学）；The Dodd-Walls Centre for Photonic and Quantum Technologies（光子与量子技术多德-沃尔斯中心）
本文研究囚禁的费米子Tonks-Girardeau气体，发现其存在定域在边界的介观奇频配对，通过推广Yang理论定义t相关序参量，为该隐藏序的实验研究提供了新方向。
2026-08-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Dynamics and Thermodynamics of the Low-Temperature Strongly Interacting Bose Gas
通过分析囚禁样品的\emph{in-situ}密度分布，测量了$^7$ Li原子的均匀玻色气体的零温状态方程。对于增加排斥相互作用，我们的数据显示出一个明显的偏离平均场论，并提供了一个定量测试的多体校正首次预测在1957年由李，黄和杨。我们进一步探讨了玻色气体的动态响应，以不同的相互作用强度，并比较它简单的理论模型。我们推导出了普适常数$ξ>0.44(8)$的值的下限，它将表征普适玻色气体在幺正极限的特征。
2011-03-23 cond-mat.quant-gas
Single-shot energy measurement of a single atom and the direct reconstruction of its energy distribution
处于稳态的原子系综，无论是否处于热平衡，都具有明确的能量分布。由于不能单独测量系综内单个原子的能量，因此通常从统计平均值推断能量分布。在这里，我们展示了如何在单个实验实现（单次）中测量单个原子的能量。因此，在许多实验实现中，原子的能量分布可以很容易地直接获得。我们将这种方法应用于线性Paul阱中捕获的单离子，该线性Paul阱中的单次能量测量适用于10 K及以上。我们的能量测量与需要广泛平均的不同测温方法在5%以内一致。除了总能量，我们还表明，在不同的陷阱模式的离子的运动可以区分。我们相信这种方法将对单粒子化学和碰撞实验产生深远的影响。
2017-06-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
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
Stability and mixed phases of three-component droplets in one dimension
University of Hamburg（汉堡大学）；San Diego State University（圣地亚哥州立大学）；Missouri University of Science and Technology（密苏里科技大学）
研究一维三组分玻色混合物中滴状物的稳定性与相变，揭示不同束缚状态及量子涨落作用。
2026-11-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Direct measurement of Tan's contact in a one-dimensional Lieb-Liniger gas
本研究针对玻色气体中Tan接触量直接测量受相互作用干扰的问题，采用两阶段膨胀方案实现了一维强关联Lieb-Liniger气体中该量的首次直接测量，结果与理论预测及普适标度律吻合，为相关量子气体研究提供了新途径。
2024-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Generalized HydroDynamics on an Atom Chip
在一维（1d）量子可积系统中出现一种特殊类型的大尺度流体行为，在2016年理论上预测，通过监测在纵向捕获势淬灭后捕获在原子芯片上的单个$^{87}{\rm Rb}$原子的一维云的原位密度分布的时间演化，实验建立。该理论可以看作是杨和杨热力学的动力学推广，适用于气体的排斥强度和温度的整个范围。在弱相互作用的原子云上进行的测量位于准凝聚态和理想玻色气体状态之间的交叉点，与2016年的理论非常一致。这与先前存在的“传统”流体动力学方法-依赖于局部热平衡的假设-形成对比，该方法无法再现实验数据。
2019-02-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Rotating dipole and quadrupole quantum droplets in binary Bose-Einstein condensates
该研究在修正的双组分玻色-爱因斯坦凝聚体框架下，数值分析了旋转偶极、四极及涡旋量子液滴的存在性与稳定性，揭示了模式分岔与转变规律，首次给出两类模式间的稳定中间态实例。
2024-07-12 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Composite boson description of a low density gas of excitons
用固定节点扩散蒙特卡罗方法计算了费米子库仑气体的基态性质。复合玻色子描述的有效性进行了测试，不同的密度。通过求解谐振子势阱中的四体问题，将能量映射到两个玻色子的能量上，得到激子-激子$s$ -波散射长度。状态方程与复合玻色子与$s$波散射长度相互作用的Bogoliubov理论一致。低密度下的微扰膨胀在物理上有贡献，来自（a）激子结合能，（b）激子之间的平均场Gross-Pitaevskii相互作用，（c）激子凝聚体的量子耗尽（复合玻色子的Lee-Huang-Yang项）。此外，对于低密度，我们发现一个很好的协议与Bogoliubov玻色子理论的凝聚分数的激子。在大密度的相反极限下，状态方程可以用微扰理论很好地描述，包括（a）两种理想费米气体的混合物（b）交换能量。我们发现，对于低密度的能量和相干性正确描述的复合玻色子（激子）的图片。
2017-07-26 cond-mat.quant-gas
Quasi-one- and quasi-two-dimensional Bose-Fermi mixtures from weak coupling to unitarity
该研究针对沿1或2方向强束缚的三维超冷超流玻色-费米混合物，构建弱耦合到幺正性渡越的非微扰超越平均场模型，推导准一维、准二维约化模型并验证其有效性，还给出了特殊局域化准二维体系的结果。
2023-08-09 cond-mat.quant-gas
Momentum Dependent Higher Partial Wave Interactions in Bose Einstein condensate
本文研究了动量相关的s波和高阶分波强相互作用对确定大散射长度（α）下玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的基态性质和柱密度的作用，使得即使对于小动量值，ka >>1，其中动量p=（h/2 pi）k，k是波数。由于散射长度很大，我们已经包括了第一个修正（李-黄-杨修正）的k-依赖（s波+高分波）的相互作用和k-独立的接触相互作用（s波）。我们从相应的能量泛函导出了与时间无关的方程组，发现在100 nK下圆柱形囚禁~（85）Rb原子的BEC中，即使散射长度α = 3000 a_0，这两种相互作用的基态性质和柱密度也有很大的不同。高分波（d波）的影响随着a的增加而增加，在a= 8700 a_0处的峰密度大于20%，这是可以实验检测到的。研究了柱密度与颗粒数密度的关系。柱密度与实验结果进行了比较。
2011-01-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Interaction-Induced Dimensional Crossover through Full 3D to 1D
本文提出动能与相互作用自由度同步降维的新跨越机制，利用泛函路径积分分析二维光俘获Bose气体，统一了3D LHY与1D LL修正。
2024-05-31 cond-mat.quant-gas
Semidiscrete quantum droplets and vortices
我们考虑一个二元玻色凝聚体与弱平均场（MF）的剩余排斥，加载在一个阵列的近一维陷阱耦合的横向跳跃。与MF力平衡的有效一维吸引力，诱导在每个陷阱的李-洪-杨校正（产生的量子涨落周围的MF状态），稳定的onsite-centered和intersite-centered半离散量子滴（QD）出现在阵列中，作为基本的和自陷涡旋，与缠绕数，至少，高达5，在紧束缚和准连续的形式。应用一个相对较强的捕获势导致压缩跃迁，这增加了基本量子点的网站的数量，并最终取代涡旋模式的基本或偶极的。结果提供了第一个实现稳定的半离散涡量子点，包括与多涡。
2019-09-29 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Analytic thermodynamic properties of the Lieb-Liniger gas
本文综述并推导Lieb-Liniger一维排斥Bose气体在六种区域的有限温度闭式解析热力学结果，其与TBA数值高度吻合，并可推广到囚禁气体及相关量子多体系统。
2024-06-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Beyond mean-field effects in Josephson oscillations and self-trapping of Bose-Einstein condensates in two-dimensional dual-core traps
研究含Lee-Huang-Yang修正的二维Gross-Pitaevskii方程描述的二元玻色气体，分析了均匀凝聚体与量子液滴在双芯阱中的约瑟夫森振荡与自囚禁，揭示了分岔结构、频率解析公式及Andreev-Bashkin超流拖曳效应。
2025-11-01 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Two-dimensional symbiotic solitons and quantum droplets in a quasi-one-dimensional optical lattice
本文研究准一维光学晶格中二元玻色-爱因斯坦凝聚体的二维共生孤子稳定性，并通过引入Lee-Huang-Yang量子涨落揭示量子液滴的不可压缩性和表面张力等液体特性。
2023-05-16 cond-mat.quant-gas nlin.PS
