Cold atoms near superconductors: Atomic spin coherence beyond the Johnson noise limit
本文报道了超导铌丝表面附近原子自旋相干性的测量。与正常导电金属表面相比，原子自旋相干性保持超过约翰逊噪声极限的时间段。这一结果为超导体附近的磁近场噪声被强抑制提供了实验依据。超导体附近原子自旋相干时间的延长为相干耦合冷原子/固态混合量子系统的发展开辟了道路，该系统在量子信息处理和精密力传感方面具有潜在的应用。
2009-12-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Role of disorder in super- and subradiance of cold atomic clouds
研究了原子介质中光散射的微观和平均场方法中超辐射和亚辐射的存在。我们发现，这些现象都存在于两种描述中，只有微小的数量差异，所以都不依赖于无序。特别是，它们在具有高共振光学深度但远失谐光的介质中最为突出，即。在单散射区。
2018-04-05 cond-mat.quant-gas
Coherence in a cold atom photon transistor
最近的实验已经实现了使用冷原子气体的全光光子晶体管。这种方法依赖于电磁感应透明（EIT）与激发到高位里德堡态的原子之间的强相互作用。晶体管通过所谓的里德伯自旋波进行门控，其中单个里德伯激发被整个系综相干地共享。在没有EIT的情况下，入射光子凭借EIT穿过原子系综，而在其存在下，光子被散射，使得原子气体不透明。当前的一个重要挑战是在晶体管的操作期间保持里德伯自旋波的相干性，这将使得例如其相干光学读出及其在量子线路中的进一步处理成为可能。结合场论和量子跃迁的方法，并采用一个简单的模型描述，我们研究了系统和全面的里德堡自旋波的相干性是如何影响光子散射。通过大规模的数值计算，我们展示了随着原子间相互作用强度的增加，相干性如何得到越来越多的保护。对于强相互作用的限制，我们推导出作为入射光子的光学深度和带宽的函数的自旋波保真度的解析表达式。
2015-10-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Cold atoms in the presence of disorder
这篇评论讨论了无序情况下冷原子气体的物理学。重点是理论的发展，虽然几个实验也简要讨论。审查的目的是教学，解释基本知识，并为一些主题，提出相当详细的计算。
2011-12-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Three-level rate equations in cold, disordered Rydberg gases
利用单原子双光子里德伯激发的速率方程，研究了超冷原子在无序气体中激发里德伯原子结构的形成.我们已经探讨了这些速率方程的有效性范围，并定义了一个简单的措施来确定，我们的模型是否适用于一组给定的激光参数。我们已经应用这些速率方程的超冷气体的蒙特卡罗模拟，不同的激光束剖面，并比较这些模拟实验观察，并找到一个普遍的协议。
2020-01-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spontaneous Coherence in a Cold Exciton Gas
激子，电子和空穴的束缚对，形成了一个模型系统来探索固体中冷玻色子的量子物理学。冷激子气体可以在间接激子系统中实现，由于它们的长寿命，它们可以冷却到量子简并温度以下。在这里，我们报告的测量自发相干气体的间接激子。我们发现，扩展的激子自发相干出现在宏观有序激子态的区域和线性极化的涡旋区域。在这些地区的相干长度是远远大于在一个经典的气体，表明一个相干态的动量空间中的一个比经典激子分布窄得多，特征的冷凝。我们还观察到相干激子气体中的相位奇异性。当激子气体被冷却到几开尔文以下时，扩展的自发相干性和相位奇异性出现。
2011-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Observing the loss and revival of long-range phase coherence through disorder quenches
量子系统的弛豫是非平衡物理学的一个中心问题。与经典系统相比，量子动力学不仅来自原子相互作用，而且来自多体波函数的长程相干性。在实验上，量子流体的非平衡态通常是使用移动物体或激光势产生的，直接扰动和检测系统的密度。然而，对于无序量子系统流体动力学运动的长程相位相干性的研究却很少，特别是在三维情况下。在这里，我们解开如何密度和相位相干性的玻色-爱因斯坦凝聚体的$^6$锂$_2$分子响应淬火或关闭的光学斑点电位。我们发现，随着无序的开启，长程相位相干性的破坏比量子气体密度的响应快一个数量级。与密度响应相比，在去除它之后，系统需要两个数量级的时间来重建量子相干性。我们比较我们的结果与数值模拟的Gross-Pitaevskii方程的大型三维网格，找到一个整体良好的协议。我们的结果揭示了长程相干和可能的长寿命的相位激发的非平衡量子多体系统的松弛的重要性。
2021-11-22 cond-mat.quant-gas
Strongly interacting bosons in 1D disordered lattice: phase coherence of distorted Mott phases
本文利用MCTDHB方法求解多体方程，研究了无序性对光学晶格中四种Mott绝缘体相相位相干性的微观影响，揭示了无序局域化与Mott关联间的复杂竞争及各相的截然不同响应。
2024-10-16 cond-mat.quant-gas
Disorder effects during the evolution from BCS to BEC superfluidity
我们描述的s波超流体的临界温度从BCS的BEC制度的无序的影响，直接应用到超冷费米原子。在BCS制度的对破坏和相位相干的温度尺度基本上是相同的，允许强相关性之间的振幅和相位的序参量。由于引入了非对破缺无序，大部分重叠的库珀对共同维持相位相干性，使得临界温度基本保持不变。然而，在BEC制度的对破坏和相位相干的温度标度是非常不同的，使得非对破坏无序可以显着影响相位相干性，从而临界温度，而不需要打破紧束缚的费米子对同时。最后，我们发现，超流是更强大的对弱无序在两个政权之间的中间区域。
2009-04-27 cond-mat.quant-gas
Polariton Condensation in a One-Dimensional Disordered Potential
研究了一维无序谷中非平衡激子-极化激元凝聚体的相干性和密度调制。通过干涉测量，我们证明了一阶相干函数的调制，我们将其与无序诱导的调制的冷凝物密度，增加泵浦功率的增加。非单调的空间相干函数被发现是在无序的存在下，一维系统的强非平衡特性的结果。
2011-02-16 cond-mat.quant-gas
Quantum simulation of disordered systems with cold atoms
本文回顾了量子无序物理学与一系列实验的关系，这些实验利用激光冷却的原子暴露于驻波的“踢”，实现了量子混沌的一个范例模型，踢转子。这个动力学系统可以映射到一个紧束缚的哈密顿与伪无序，形式上等价于安德森模型的量子无序，量子混沌扮演的角色无序。这为Anderson物理提供了一个很好的量子模拟器。
2016-08-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas nlin.CD
Disorder in order: Localization without randomness in a cold atom system
我们提出了一个映射之间的爱德华兹模型的无序描述的运动的单个粒子受到随机定位的静态散射体和玻色极化子问题的光量子杂质与玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的重原子相互作用。映射提供了一个实验设置，调查物理的安德森局域化，通过利用量子性质的BEC，时间演化的量子杂质模拟无序平均动力学的爱德华兹模型。该映射适用于任何空间维，可以扩展到包括相互作用粒子、任意无序或禁闭，并可以推广到研究多体局域化。此外，相应的精确可解无序模型提供了基准变分方法用于研究极化子物理的手段。在这里，我们说明了映射的情况下，通过接触相互作用的杂质与一维BEC相互作用。虽然基于浴激发数的扩展的简单波函数完全错过了局域化物理，但与正则变换相结合的相干态Ancor捕获了无序和安德森局域化的物理。
2022-02-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Coherence, Transport, and Chaos in 1D Bose-Hubbard Model: Disorder vs. Stark Potential
Hamad Bin Khalifa University（哈马德·本·哈利法大学）；Vali-e-Asr University of Rafsanjan（拉夫桑詹瓦利·艾斯大学）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基础科学研究所）
本研究通过精确对角化研究一维Bose-Hubbard模型，发现热涨落增强相干性、Stark势促进局域化、无序抑制超流但保留局部相干，并给出量子临界性与混沌的近似迹象。
2025-10-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Interband coherence induced correction to Thouless pumping: possible observation in cold-atom systems
在无介质泵浦中，一维绝缘体中绝热循环的电荷输运被拓扑量子化。然而，对于非平衡初态，带间相干将导致一个以前未知的贡献无功泵浦。虽然本质上不是几何的，但这种贡献与泵送协议的时间尺度无关。在这项工作中，我们在一个已经可用的冷原子装置中对我们以前的发现[Phys. Rev. B 91，085420（2015）]进行了详细的分析。我们表明，初始状态与带间相干性可以通过淬火系统的哈密顿量。绝热泵浦后淬火系统，然后检查理论和数值计算，其中的带间相干性被证明发挥了重要作用，因此可以观察到实验。通过选择具有不同开启速度的绝热协议，我们还表明，带间相干性对绝热泵浦的贡献是可以调节的。进一步提出，带间相干引起的无色散泵浦校正可能有助于捕获拓扑相变点。我们所有的结果都有直接的实验意义。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Effect of disorder close to the superfluid transition in a two-dimensional Bose gas
我们实验研究了无序对准二维（2D）BKT相变附近~（87）Rb云的影响。无序相关长度与玻色气体特征长度尺度（热德布罗意波长、治愈长度）相当，因此无序在微观水平上改变了物理学。我们分析的云的相干性，通过测量的动量分布，两个无序的强度，作为其简并度的函数。对于中度无序，相干的出现仍然陡峭，但转移到一个较低的熵。相反，对于强无序，相干性的增长受到阻碍。我们的研究是一个实验实现的脏玻色子问题，在一个良好的控制原子系统，适用于定量分析。
2012-03-07 cond-mat.quant-gas
The superfluid insulator transition of ultra-cold bosons in disordered 1d traps
我们导出了一个有效的量子约瑟夫森阵列模型，用于弱相互作用的一维凝聚体，该凝聚体被无序势分裂成弱耦合的水坑。从第一性原理得到的耦合常数的分布表明，无序势中的弱相互作用玻色子经历由强随机不动点控制的超流绝缘体转变[Phys. Rev. Lett. 93，150402（2004）]。我们计算重整化群流的具体实现的无序势，以方便有限尺寸标度的实验结果，并允许比较的行为所规定的强随机性不动点。通过对平均场结果的修正，得到了系统的相图。
2011-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
The evolution from BCS to BEC superfluidity in the presence of disorder
我们描述了无序对$s$波超流体临界温度的影响，从BCS到BEC制度，直接应用于超冷费米子。我们用泛函积分方法和复制技术研究了杂质引起的高斯关联无序，并讨论了如何在实验上产生这种系统。在没有无序的情况下，BCS制度的特点是由对断裂和相位相干的温度标度，这是基本上相同的，允许超流性的序参量的振幅和相位之间的强相关性。由于引入了非对破缺无序，大部分重叠的库珀对合谋保持相位相干性，使得临界温度基本保持不变，并且满足安德森定理。然而，在BEC制度的对破坏和相位相干的温度尺度是非常不同的，使得非对破坏无序可以显着影响相位相干性，从而临界温度，而不需要打破紧束缚的费米子对同时进行。在这种情况下，安德森定理不适用，并且与BCS极限相比，临界温度可以更容易地降低。最后，我们发现，超流体是更强大的对两个政权之间的中间区域附近的幺正性的无序。
2010-12-10 cond-mat.quant-gas
Weakly interacting disordered Bose gases out of equilibrium: from multiple scattering to superfluidity
我们探讨了淬火动力学的二维，弱相互作用的无序玻色气体的各种相对强度的相互作用和混乱。这使我们能够确定两个不同的平衡制度。当相互作用小于无序时，气体经历多次散射并表现出短程空间相干性。在短时间内，这种相干性只会通过粒子能量的扩散过程，受到相互作用的平滑影响。当相互作用大于无序时，散射停止，气体的行为越来越像流体，最终像低能量的超流体。在超流状态下，气体表现出长程代数相干性，这是无序的前热状态的特征。
2020-12-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Bosons in a double-well potential: Understanding the interplay between disorder and interaction in a simple model
我们提出了一个精确可解的模型来揭示玻色子系统中相互作用和无序之间相互作用的物理机制。考虑双势阱中的相互作用玻色子，其中无序是通过将两个势阱之间的能级失配随机分布来模拟的，我们发现“两负一正”效应。虽然无序或相互作用本身抑制了两个阱之间的相位相干性，但两者一起增强了相位相干性。这个模型还捕捉到了最近数值模拟中发现的无序玻色-哈伯德模型的几个显著特征。有限温度下的结果可能有助于解释为什么最近的实验没有发现任何证据表明无序玻色子系统中的相位相干性增强。
2010-10-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Transport regimes of cold gases in a two-dimensional anisotropic disorder
我们数值研究了二维无序势场中冷原子的动力学。我们考虑了各向异性的斑点势，并专注于经典的制度，这是相关的一些最近的实验。首先，我们研究了具有固定能量的粒子的行为，并确定了不同的输运机制。对于低能量，粒子是经典的本地化，由于没有一个闪烁的集群。对于高能量，粒子进行正常的扩散，我们表明，扩散常数的规模代数与粒子的能量，与各向异性因子显着不同的无序势。对于中间能量，我们发现一个瞬态的亚扩散制度，这是相关的典型实验的时间尺度。第二，利用上述结果作为基础，我们研究了具有任意能量分布的冷原子气体的行为。我们表明，扩散区原子云的密度分布具有强烈的峰值，特别是它不是高斯分布。它在大距离的行为，使我们能够提取的能量依赖的扩散常数从实验的密度分布。对于释放到无序势的热云，我们表明，我们的数值预测与实验结果一致。这项工作不仅给最近的实验结果的见解，但它也可能为未来的实验寻找偏离经典扩散和安德森局域化的痕迹解释。
2011-10-07 cond-mat.quant-gas
Mixtures of ultra-cold atoms in 1D disordered potentials
本文研究了随机势场中冷原子一维双组分混合体系的相互作用，推广了以前的结果[{ \it Phys. Rev. Lett.} { \bf 105}，115301（2010）]。我们构造了无序玻色-费米混合物的相图，它是玻色-玻色和玻色-费米相互作用强度以及玻色声速与费米速度之比的函数。执行重整化群和变分计算，确定了三个阶段：（i）一个完全离域的双组分Luttinger液体与超流玻色子和费米子（ii）一个完全本地化的阶段与两个组件钉扎无序，和（iii）一个中间阶段，费米子本地化，但玻色子是超流的。在变分方法中，每个相位对应于不同水平的复本对称性破缺。在完全局域化阶段，我们发现玻色子和费米子的本地化长度可以有很大的不同。我们还计算了原子的动量分布和结构因子（实验上都可以得到），并讨论了如何在实验上区分这三个阶段。
2011-11-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Postquench prethermalization in a disordered quantum fluid of light
研究了无序相互作用量子光场在非线性光纤中传输后的相干性。无序是由随机辅助经典光场的交叉相位调制产生的，而相互作用是由自相位调制引起的。当从自由空间穿透光纤时，入射的量子光经历无序和相互作用猝灭。通过计算透射量子光的相干函数，我们证明了在非平衡多体量子系统中，由猝灭引起的退相干以光锥的方式传播，使后者的预热具有源于无序的特殊特征.
2018-03-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Disordered cold atoms in different symmetry classes
本文研究了二维光晶格中无相互作用但随机耦合原子的实验模型。通过选择适当的实值或复值随机场和物种相关的能量偏移，该系统可以用来分析四种不同类别的无序效应：手征BDI和AIII，以及A和AI对称类。已知这些手性类支持零能量的金属相，由于系统的不可避免的有限尺寸，其在这里也应该在非零能量的邻域中持续存在。正如我们所讨论的，这对涉及猝灭的实验特别感兴趣。远离中心的频谱，我们发现，激励出现的情况下，与时间反演对称性的域壁，或作为涡的情况下，时间反演对称性是缺席的。因此，在具有均匀密度的系统中的失超将导致取决于对称类的涡旋或畴壁的形成。对于A类和AI类中的非手性模型，两种原子物种之间的种群不平衡自然发生。在这些情况下，两个物种中的一个被认为有利于更均匀的密度。我们还研究了发病的本地化的无序强度增加的不同类别，并通过推导出一个有效的模型为非手性的情况下，我们展示了他们的本征态如何保持扩展较大的值与无序的耦合，如果相比，非手性的。
2015-03-26 cond-mat.quant-gas
Probing disorder-driven topological phase transitions via topological edge modes with ultracold atoms in Floquet-engineered honeycomb lattices
Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität（慕尼黑大学物理学院）
本研究利用超冷原子在Floquet工程蜂窝晶格中的拓扑边缘模式，探测并识别了无序驱动的拓扑相变，证实无序增强反常Floquet拓扑鲁棒性，为研究拓扑与无序相互作用及非平衡相提供新途径。
2026-09-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Macroscopic coherence and vorticity in room-temperature polariton condensate confined in a self-assembled perovskite microcavity
本文在CsPbBr₃自组装回音壁微腔中实现室温激子-极化激元凝聚，利用本征无序与光子限域的平衡诱导凝聚体碎裂，并通过干涉测量证实扩展相位相干性和量子化涡旋，为研究室温驱动-耗散光量子流体及拓扑光子学提供了可扩展平台。
2025-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Many-body density and coherence of trapped cold bosons
多体密度和关联函数对于理解量子多体物理是至关重要的。在这里，我们提出了一种方法来计算它们，我们的方法是一般的，并基于行动的玻色子或费米子湮灭场运营商的多体波函数。我们分析了$N = 6$准一维谐波囚禁玻色子与弱到强的接触相互作用强度高达Tonks-Girardeau极限与无限排斥使用不可分辨粒子的多尺度含时Hartree方法（MCDH-X）。我们比较我们的MCTDH-X解决方案的分析在无限排斥制度，以及所谓的相关对波函数的方法，并找到一个很好的协议。由于数值近似不受约束的情况下，解析解是已知的，因此，我们证明了一个通用的方法来调查高阶约化密度矩阵和关联函数的系统中的解析解是未知的。我们跟踪建立的相关功能的交叉从弱相互作用的Tonks-Girardeau限制，并发现高阶关联函数和密度类似于那些在Tonks-Girardeau限制的方式比预期的更小的相互作用从单体密度。
2021-02-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Temperature-dependent excitation spectra of ultra-cold bosons in optical lattices
在光晶格中捕获超冷原子为研究强关联超流相和莫特绝缘体相之间的量子相变提供了一个独特的环境。实验分析中的一个主要复杂问题是确定超流相的标准。在进入有序状态时出现的尖锐特征被认为是超流性的标志。在目前的工作中，它表明，尖锐的峰值不一定是一个可靠的诊断在这些系统中的相位相干性。利用Bogoliubov方法和量子转子方法计算了任意温度下的动量和能量分辨单粒子谱函数$A(\mathbf{k}ω)$，$T$以及在超流相存在下的谱函数的形状.我们发现，在二维系统中，即使在$T>0$，凝聚分数为零，残留的尖锐相干峰在$A(\mathbf{k}ω)$的存在。相比之下，这样的功能是没有观察到的玻色子加载在三维晶格。
2015-10-15 cond-mat.quant-gas
Localization of cold atoms in state-dependent optical lattices via a Rabi pulse
提出了一种新的实现态相关光晶格中超冷原子非平衡态安德森局域化的方法。导致局部化的无序势是用拉比脉冲将一部分原子转移到不同的内部状态而产生的，其中晶格位点之间的隧穿被抑制。具有零隧穿的原子产生不同随机势的量子叠加，使移动原子局部化。我们研究了非相互作用和弱相互作用玻色子的拉比脉冲后移动原子的动力学，并且我们表明演化的波函数获得了具有指数衰减尾部的准稳态轮廓，这是安德森局域化的特征。的本地化长度被认为是增加与增加的无序和相互作用的强度，相反的是预期的平衡本地化。
2010-11-26 cond-mat.quant-gas
Resonantly enhanced coherence by laser-assisted tunneling
研究了激光场驱动下双势阱中强相互作用冷玻色子的量子相干性。该系统最初是在一个Fock状态，无论有或没有静态倾斜场，演化到相干态。光子辅助隧穿共振增强了相干性。对于倾斜阱，它揭示了一个两个分支模式，分别对应于多光子吸收或发射。
2014-11-15 cond-mat.quant-gas physics.optics
Quantum-gas microscopy and Talbot interferometry of the Bose-glass phase
Department of Physics, University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学物理系）；Aegiq Ltd.（Aegiq有限公司）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）
研究通过量子气体显微镜与塔尔博干涉仪测量玻色玻璃相的相干长度，利用单原子分辨探测和超冷原子在二维晶格中的有序势，揭示玻色玻璃相的特征，并观察非平衡动力学的迹象。
2026-03-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Anderson Localization for Very Strong Speckle Disorder
我们评估的本地化长度的波（或薛定谔）方程中存在的无序散斑电位。这对于冷原子的光学散斑势实验是有意义的。我们专注于大的障碍，玻恩近似打破了极限，并推导出一个表达式有效的“准金属”相在大的障碍。该相变得强烈局部化，并且有效迁移率边缘消失。
2017-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Purification and many-body localization in cold atomic gases
我们提出通过实现一个具有二元无序的玻色-哈伯德链并研究它的非平衡动力学来观察冷原子气体中的多体局域化。特别是，我们表明，测量偶数和奇数站点之间的占领的差异，从一个准备好的密度波状态，提供了明确的本地化签名。作为多体局域相的标志，我们确认，此外，在时间和泊松水平统计的纠缠熵的对数增加。我们的数值密度矩阵重整化群计算无限系统的大小是基于纯化的方法，这使我们能够准确地执行无序平均，从而产生的数据没有任何统计噪声和最大的模拟时间高达10倍以上的清洁的情况下。
2014-11-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Clean Floquet Time Crystals: Models and Realizations in Cold Atoms
时间晶体是一种能自发破缺时间平移对称性的相，它是远离平衡态的系统的一个有趣的研究课题。最近的实验在存在和不存在局部化的情况下都发现了这样的阶段，而在理论中，无序局部化通常是先验假设的。在这项工作中，我们指出，时间晶体通常可以存在于没有无序的系统中。一系列干净的准一维模型Floquet驱动下，提出了证明这一意想不到的结果的原则。在强相互作用机制中发现了鲁棒的时间晶体有序性以及动力学系统中运动的涌现积分，这些动力学系统可以用水平统计和时间有序外的离散子来表征。我们提出了两种实现洁净Floquet时间晶体的冷原子实验方案，一种是利用偶极气体，另一种是合成维度。
2017-07-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Polar bosons in one-dimensional disordered optical lattices
分析了无序和准无序对光晶格中超冷极性玻色子基态性质的影响。我们发现，无序和站点间的相互作用之间的相互作用，导致丰富的相图。一个均匀的无序导致一个有限的宇称阶的Haldane绝缘体相，而密度波相成为玻色玻璃在非常弱的无序。对于准无序，Half绝缘体与带隙的广义不均匀密度波连接，而没有中间临界区。
2013-03-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
