Three-dimensional spin-orbit coupled Fermi gases: Fulde-Ferrell pairing, Majorana fermions, Weyl fermions and gapless topological superfluidity
本文从理论上研究了面外和面内塞曼场共同作用下具有Rashba自旋轨道耦合的三维费米气体。我们发现，由足够大的塞曼场驱动，无论是面外还是面内，该系统的超流相表现出许多有趣的特征，包括非均匀的富尔德-费雷尔配对，有隙或无隙拓扑秩序和奇异的准粒子激发，称为外尔费米子，在动量空间中具有线性能量色散（即，无质量狄拉克费米子）。拓扑超流相可以有四个或两个拓扑保护的外尔节点。我们提出了在零温度和有限温度下的相图，并讨论了在具有合成自旋轨道耦合的原子费米气体中观察它们的可能性。在这方面，拓扑超流相与不完美的Rashba自旋轨道耦合进行了研究。
2014-11-11 cond-mat.quant-gas
Probing anisotropic superfluidity of rashbons in atomic Fermi gases
受实现具有非阿贝尔规范场的$^{40}$ K原子费米气体的前景的启发，我们从理论上研究了存在Rashba自旋轨道耦合的强相互作用费米气体。由于自旋轨道相互作用提升了双重自旋简并度，出现了混合单线态和三线态配对的束缚对（称为rashbons），导致了各向异性超流体。我们发现，这种各向异性的超流性，可以通过测量的动量分布和单粒子光谱函数的$^{40}$ K云附近的一个费什巴赫共振被困的原子。
2011-05-12 cond-mat.quant-gas
Optomechanically-Based Probing of Spin-Charge Separation in Ultracold Gases
提出了一种利用光机耦合原子-腔系统研究一维量子液体中自旋-电荷分离的新方法。我们发现，可以实现一个有效的双模光机械模型的自旋/电荷模式发挥的作用的机械谐振器。在泵浦光场作用下调谐弱探测光，可以通过腔传输在边带区探测自旋-电荷分离信号。此外，通过设计探测场的结构，可以分别处理自旋/电荷模，这对今后原子-腔系统和量子多体物理的研究有重要意义.
2011-12-05 cond-mat.quant-gas
Probing the optical conductivity of trapped charge-neutral quantum gases
本文研究了一个受谐波约束的原子气体，它受到一个附加的外部势，如光晶格。使用线性响应公式，我们确定的气体的响应一个小的，随时间变化的位移的谐波陷阱，并推导出一个简单的精确的关系，表明原子云的质心位置是直接相关的系统的全球光学电导率。我们通过计算光晶格中玻色子原子的光学电导率证明了这种方法的有效性。在Mott绝缘阶段，有明显的证据表明存在光学Mott间隙，这提供了一个原理证明，即全局光学电导率提供了关于强关联量子气体激发的高质量信息。
2015-05-01 cond-mat.quant-gas
Probing non-Abelian statistics of Majorana fermions in ultracold atomic superfluid
我们提出了一个实验，直接探测非阿贝尔统计的马约拉纳费米子编织它们在一个s波超流体的超冷原子。我们表明，不同的编织操作顺序给出正交输出状态，可以通过拉曼光谱进行区分。在s波超流体中实现Majorana束缚态需要强的自旋轨道耦合和垂直方向的可控塞曼场。我们提出了一个简单的激光配置来产生人工自旋轨道耦合和所需的塞曼场的暗态子空间。
2011-01-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Majorana fermions in one-dimensional spin-orbit coupled Fermi gases
本文从理论上研究了拉曼激光诱导的自旋轨道耦合下的一维费米气体。气体的变化从传统的（非拓扑）超流体的拓扑超流体作为一个增加的拉曼激光强度以上的临界化学势依赖值。自洽求解Bogoliubov-de Gennes方程，计算了有限温度下实数空间和动量空间的态密度。我们研究了出现在拓扑平凡和拓扑非平凡区域之间的边界处的马约拉纳费米子（MF）。我们线性化的位置附近的MF的陷阱，找到一个解析表达式的本地MF波函数和MF状态和其他边缘状态之间的差距。
2012-11-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Probing magnetic order in ultracold lattice gases
超冷晶格气体的一个即将到来的挑战是量子磁性的模拟。这包括在所需的自旋状态下制备晶格原子气体和探测状态。在这里，我们演示了如何探测计划的基础上原子光接口访问的序参量的非平凡的量子磁相位，使我们能够表征单义强相关的磁系统中产生的超冷气体。这种方法，这也是非破坏性的，产生空间分辨的自旋相关性，并可以应用到玻色子或费米子。作为一个原则的证明，我们应用这种方法来检测完整的相图（旋转不变）自旋1玻色子链显示。
2011-03-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Probing the Flat Band of Optically-Trapped Spin-Orbital Coupled Bose Gases Using Bragg Spectroscopy
受最近在超冷原子系统中产生平带的努力的启发，我们研究了如何利用布拉格光谱探测光阱自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中的平带。我们发现，当能带结构呈现不同的平坦度时，凝聚体的激发谱和动态结构因子会发生显著的变化。特别是，当能带表现出完美的平坦度周围的带最小值对应于一个接近无限的有效质量，二次色散出现在低能量激发光谱;在鲜明的对比下，对于相反的情况下，当一个普通的带存在，熟悉的线性色散出现。能谱中的这种线性到二次交叉呈现出普通带到平坦带的过渡的显著表现，从而允许通过使用布拉格光谱直接探测平坦带。
2015-04-27 cond-mat.quant-gas
Universal Quantum Computation With Majorana Fermion Edge Modes Through Microwave Spectroscopy Of Quasi-1D Cold Gases In Optical Lattices
我们描述了如何微波光谱的冷费米子在准一维陷阱可以用来检测，操纵和纠缠与“马约拉纳”边缘模式相关的外来非本地量子比特。我们提出了不同的方法来产生p波超流性，这是负责这些拓扑零能量边缘模式。我们发现，边缘模式在微波频谱中具有清晰的签名，并且线形状区分在这些边缘模式中编码的qbit的简并状态。此外，微波使系统在其简并基态流形中旋转。我们使用这些旋转来实现一组通用的量子门，允许系统被用作通用量子计算机。
2013-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Probing Bardeen-Cooper-Schrieffer pairing and quasiparticle formation in ultracold gases by Rydberg atom spectroscopy
Universität Heidelberg（海德堡大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；TU Wien（维也纳工业大学）
提出利用里德伯杂质作为光谱传感器，通过功能行列式方法直接测量超流间隙，并揭示库珀对是否被破坏或完整捕获，建立了里德伯原子光谱作为强关联物质局部探针的方法。
2026-06-11 cond-mat.quant-gas
Single-atom-resolved probing of lattice gases in momentum space
测量单个粒子的完整分布对于通过任意阶的关联函数表征多体量子系统具有根本的重要性。在这里，我们证明了重建的三维相互作用的晶格气体原子原子的动量空间分布的可能性。这是通过检测单个亚稳态氦原子在从光晶格释放时在远场膨胀状态下的情况来实现的。我们基准我们的技术与量子蒙特卡罗计算，展示了解决占据$10^5$晶格位置的超流体的动量分布的能力。它允许一个直接测量的凝聚分数跨越相变，因为我们说明的超流到正常的过渡。我们的单原子分辨方法开辟了一条新的途径，通过动量关联来研究相互作用的晶格气体。
2018-05-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
FFLO or Majorana superfluids: The fate of fermionic cold atoms in spin-orbit coupled optical lattices
最近在实验上实现了超冷原子的自旋轨道耦合，为探索新的量子物质开辟了一条全新的途径。在实验中，SOC是同时实施与塞曼场。这样的自旋轨道耦合费米气体被预测支持马约拉纳费米子与非阿贝尔交换统计在一维（1D）。然而，正如最近的理论和实验所示，一维自旋不平衡费米气体，塞曼场可以导致长期寻求的富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫（FFLO）超流体与非零动量库珀配对，在马约拉纳超流体的零动量配对。因此，一个自然的问题是，FFLO或马约拉纳超流体哪一相将在存在大塞曼场的自旋轨道耦合费米气体中生存。本文通过研究一维（准一维）自旋-轨道耦合费米冷原子光晶格的平均场量子相位来解决这个问题。
2013-07-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Realizing one-dimensional topological superfluids with ultracold atomic gases
我们提出了一个实验实现的拓扑超流体与超冷费米子原子。利用光学超晶格将一维费米子原子气体和二维凝聚Feshbach分子超流体并置。后者作为一个库珀对水库，并有效地诱导超流间隙的一维系统。结合一维管中自旋相关的光晶格和激光诱导原子隧穿，我们得到了拓扑超流相。在与分子场弱耦合的情况下，对于均匀气体，原子系统等价于Kitaev的p波超流体模型。利用数值计算，我们表明，拓扑超流是强大的微扰极限之外，并在存在一个谐波陷阱。最后，我们描述了如何研究位于拓扑超流边界的Majorana费米子的一些物理性质。特别是，我们讨论了如何准备和检测一个给定的马约拉纳边缘状态。
2012-10-02 cond-mat.quant-gas
Probing quasi-particle states in strongly interacting atomic gases by momentum-resolved Raman photoemission spectroscopy
本文研究了一种动量分辨拉曼光谱技术，它能够探测强相互作用超冷原子气体的单体光谱函数和准粒子态。这种技术的灵感来自于角度分辨光发射光谱，这是一种强大的固态系统电子态实验探针。实验上可访问的光谱的定量例子给出了沿BEC-BCS交叉的最显着的制度。当该理论专门用于射频光谱时，发现与最近的实验数据一致。这种拉曼光谱的主要优点，现有的技术指出。
2009-05-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Dynamically Probing Ultracold Lattice Gases via Rydberg Molecules
我们表明，在三维光晶格中的长程里德伯分子的激发，可以作为一个位置和时间敏感的探针在系统中的占位。为此，我们检测由所形成的里德伯分子的衰变连续产生的离子。虽然超流气体显示分子形成的所有参数，莫特绝缘体与$n=1$填充揭示了一个强大的抑制形成的分子的数量。在弱探测条件下，该技术可用于实时探测超流到Mott-绝缘体的相变。我们的方法可以扩展到更高的填充，并有各种应用程序的实时诊断和操纵的超冷晶格气体。
2015-06-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Probing the Spectral Function Using Momentum Resolved Radio Frequency Spectroscopy in Trapped Fermi Gases
我们讨论了最近的动量分辨射频（RF）实验的超冷囚禁费米气体的$^{40}$ K。我们发现，动量分辨RF探针提供测量的中心重要的费米光谱函数。它们还通过建立一个清晰的配对色散特征来消除解释动量集成RF实验的模糊性。我们发现，光谱函数的温度依赖性是戏剧性的么正性，重要的是，从上到下$T_c$在整个BCS BEC交叉平滑。鉴于一阶行为的广泛预测，这应该通过实验进行测试。
2008-07-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Stability of the singular vortex and associated Majorana zero modes in trapped p-wave resonant superfluids of neutral cold atoms
研究了费米原子气体p波共振超流体中，核中伴随Majorana零模的奇异涡旋的稳定性条件。在Ginzburg-Landau框架内，我们确定了外旋频率和谐波陷阱频率在参数空间中的稳定条件。在此参数空间中，准二维凝聚体存在一个狭窄的稳定区域。我们还详细描述了旋光作用下手征p波超流体的序参量的空间结构。
2010-03-16 cond-mat.quant-gas
Probing strongly interacting atomic gases with energetic atoms
研究了高能原子在强相互作用原子气体中的传输特性。本文用算子乘积展开系统地计算了自旋为1/2的费米气体和无自旋玻色气体中的准粒子能量及其散射率。与最近的量子蒙特卡罗模拟的合理协议，即使在一个相对较小的动量k/kF>1.5表明，我们的大动量扩展是有效的，在很宽的动量范围。我们还研究了当一个探针原子射入原子气体时的微分散射率。由于靶原子气体的数密度和电流密度仅对前向散射有贡献，其接触密度（短程对相关的度量）对后向散射有主要贡献。因此，这种实验可以用来测量接触密度，从而提供了一种新的强相互作用原子气体局域探针。
2012-05-30 cond-mat.quant-gas hep-ph nucl-th
Probing Nonlocal Spatial Correlations in Quantum Gases with Ultra-long-range Rydberg Molecules
我们提出了超长程里德堡分子的光激发作为量子气体空间关联的探针。里德伯分子可以产生明确定义的核间距，由里德伯电子波函数$R_n$的外叶半径设置。通过改变目标里德伯态的主量子数$n$，分子激发速率可以被用来映射被困气体的对关联函数$g^{(2)}(R_n)$。我们用超冷Sr气体和探测器对分离长度标度证明了这一点，标度范围为$R_n = 1400 - 3200$ $a_0$，在1 $μ$ K左右的温度下，这是热德布罗意波长的数量级。我们观察到了$^{84}$ Sr的单组分玻色气体的聚束效应和$^{87}$ Sr的极化费米气体在短距离内由于泡利排斥引起的反聚束效应，揭示了量子统计效应。
2019-03-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Accurate projective two-band description of topological superfluidity in spin-orbit-coupled Fermi gases
自旋轨道耦合和塞曼分裂在超冷费米气体的相互作用产生了拓扑超流相在两个空间维度，可以主机异国情调的马约拉纳激发。到目前为止，理论模型是基于四带Bogoliubov-de Gennes形式主义的结合自旋1/2和粒子-空穴自由度。在这里，我们提出了一个更简单，但准确的，两个波段的描述基础上控制良好的投影技术，提供了一个新的平台，探索类比与手性p波超流性和详细的未来研究空间不均匀的情况。
2018-06-18 cond-mat.quant-gas
Inhomogeneous Topological Superfluidity in One-Dimensional Spin-Orbit-Coupled Fermi Gases
在一维自旋轨道耦合费米气体中，我们从理论上预言了一种具有空间调制对隙的奇异拓扑超流态。这种非均匀拓扑超流性是通过在一维光晶格中同时施加垂直的塞曼磁场和等权重的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合引起的。基于自洽的Bogoliubov-de Gennes理论，我们证实了这种新的拓扑相是库珀对的唯一凝聚，体现了超流的非均匀性与其非平凡拓扑结构之间的相互作用.通过研究相关的$\mathbb{Z}_{2}$拓扑数、本征能量和态密度谱以及局域化Majorana端模的波函数，详细研究了突现Majorana束缚态的性质.实验观察这种新的拓扑状态的物质的可行性进行了讨论。
2016-10-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Spin-Orbit Coupled Degenerate Fermi Gases
自旋轨道耦合在现代凝聚态物理中扮演着越来越重要的角色。例如，它产生了拓扑绝缘体和拓扑超导体。利用超冷费米气体对自旋轨道耦合进行量子模拟，将为在更可控的环境中研究这些新现象提供机会。本文报道了自旋-轨道耦合费米气体的首次实验研究。我们观察到自旋动力学中的自旋退相和平衡态中的动量分布不对称性作为自旋轨道耦合的标志。我们还观察到费米面拓扑结构发生变化的Lifshitz转变的证据。这是在这个系统中找到马约拉纳费米子的重要的第一步。
2012-04-09 cond-mat.quant-gas
Spin-orbit-coupled topological Fulde-Ferrell states of fermions in a harmonic trap
最近的实验突破，产生自旋轨道耦合在超冷费米气体使用拉曼激光束的激励下，我们提出了一个系统的研究自旋轨道耦合费米气体限制在准一维陷阱中存在的面内塞曼场（这可以实现使用有限的双光子拉曼失谐）。我们发现，一个拓扑Fulde-Ferrell状态将出现，具有有限动量库珀配对和零能量马约拉纳激发本地化的边缘附近的陷阱的基础上的自洽Bogoliubov-de基因（BdG）方程。我们发现解析波函数的马约拉纳模式。最后，使用含时的BdG，我们展示了有限动量配对场如何体现在原子云的膨胀动力学。
2014-04-24 cond-mat.quant-gas
Orbital hybridized topological Fulde-Ferrel superfluidity in a noncentrosymmetric optical lattice
像拓扑绝缘体或超导体这样的拓扑相是物质的迷人量子态，具有新的性质，如涌现的手征边缘态或具有非阿贝尔编织统计的马约拉纳费米子。最近在冷气体中实现的具有高度可调几何形状的光晶格的实验为探索这些新的量子态开辟了新的方向。在这里，我们报告的拓扑非平凡布洛赫带可以自然地出现在一个非中心对称晶格。它诱导可控轨道杂化，产生拓扑能带结构。在这样的带中，当考虑吸引费米子原子时，我们发现在存在现场旋转的情况下，具有有限质心动量的拓扑Fulde-Ferrell超流态。这种拓扑超流体在其边缘支持马约拉纳费米子。实验签名预测冷气体的射频光谱。
2015-05-27 cond-mat.quant-gas
Probing Quantum Speed Limits with Ultracold Gases
量子速度极限（QSL）是指在任意物理过程中，一个量子态演化到另一个可分辨态所需的最短时间。这些基本结果限制了量子态的距离概念，即布勒斯角，即由非绝热能量涨落设定的演化速度。我们从理论上提出了如何在含时谐波阱中测量超冷量子气体中的QSL。在这个连续变量的高维系统中，量子断层扫描是被禁止的。然而，只要动力学是自相似的，就可以通过测量超冷气体云的大小作为时间的函数来探测QSL。正如我们针对各种超冷原子系统所讨论的那样，这使得确定布雷斯角和能量波动成为可能。
2021-04-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Exotic superfluid of trapped Fermi gases with spin-orbit coupling in dimensional crossover
在x方向上原子自由运动，y方向上最近的管之间允许隧穿的混合维系统中，研究了具有自旋-轨道耦合的简并费米气体的奇异超流相.利用平均场方法，我们得到了系统在准一维到准二维的维度交叉过程中的相图。在弱隧穿情况下，我们发现了拓扑态和Majorana边模的存在，而在相反的情况下，我们得到了一个包含两种超流节相和带隙超流相的丰富相图.结果表明，准一维有利于拓扑配对，准二维有利于节结配对。
2016-01-30 cond-mat.quant-gas
Chiral Majorana edge states in the vortex core of a $p+ip$ Fermi superfluid
研究了二维$p+ip$费米超流体与玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用中的单个涡旋。费米超流体在拓扑上是非平凡的，并且在涡核处具有零能量的马约拉纳束缚态。假设费米子和玻色子之间存在排斥的$s$ -波接触相互作用，我们发现当玻色子密度足够大时，费米子从涡核中被耗尽。在这种情况下，一个动力学驱动的本地界面之间出现费米子和玻色子，沿手征马约拉纳边缘状态应该appearing.We详细检查的涡核结构的变化，以及形成手征马约拉纳边缘状态的玻色子密度增加。特别地，当涡旋的角动量与费米超流体的手征相匹配时，核心内的马约拉纳零模和正常束缚态不断演化为手征马约拉纳边缘态。另外，一级跃迁发生在核心内的最低激发态，由于在形成手征马约拉纳边缘态的反旋转正常的束缚态之间的竞争。这样的过渡表现为一个尖锐的峰值在激发间隙以上的马约拉纳零模式，在这一点上的马约拉纳零模式是由一个大的激发gap. We的研究提供了一个启发性的例子如何拓扑缺陷可以动态控制的背景下，冷原子气体。
2018-09-10 cond-mat.quant-gas
Effective Interactions in Quasi-One-Dimensional Dipolar Quantum Gases
本文研究准一维偶极量子气体中的有效相互作用，揭示常用一维赝势的非普适修正，并证明必须采用真实势的三维处理才能准确描述降维系统，对激发态和非平衡实验具有重要意义。
2025-08-17 cond-mat.quant-gas
Three-component topological superfluid in one-dimensional Fermi gases with spin-orbit coupling
本文从理论上研究了塞曼场存在下的一维三组分自旋轨道耦合费米气体。通过求解Bogoliubov-de-Gennes方程，得到了在给定化学势和序参量下的相图。结果表明，随着塞曼场强度的增加，系统经历了从Bardeen-Cooper-Schrieffer超流到拓扑超流的相变。通过与二组分系统的比较，我们发现，除了从平凡超流到非平凡拓扑超流的拓扑相变外，系统始终处于非平凡拓扑超流中，并且随着磁场的增加，系统存在两个Majorana零能区.我们发现在一定的参数范围内，三组分自旋轨道耦合费米气体由于所需的磁场较小，更适合于实验实现。因此，我们提出了一个有希望的候选人实现拓扑超流体。
2014-08-25 cond-mat.quant-gas
Probing nearest-neighbor correlations of ultracold fermions in an optical lattice
我们研究了光晶格中费米子量子气体的最近邻关联。它提供了访问相邻网站的自旋和密度配置，并依赖于通过微扰晶格调制创建额外的双占据网站。不同晶格温度的测量关联与从头计算没有任何拟合参数是很好的协议。该探针为研究磁有序相的方法开辟了新的前景。
2011-04-18 cond-mat.quant-gas
Majorana edge states in two atomic wires coupled by pair-hopping
我们提出的证据存在的马约拉纳边缘状态的数量守恒理论描述了一个系统的无自旋费米子的两个电线耦合的一对跳跃。我们的分析是基于一个定性的低能量的方法和使用密度矩阵重整化群的数值技术相结合。我们还讨论了在光晶格中的冷原子气体中实现对跳跃相互作用的实验，以及它在量子模拟中可能的替代应用。
2013-02-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Probing ultracold gases using photoionization fine structure
研究了原子在超冷气体等环境中的光电离。我们表明，两个电离路径，一个直接通过连续和一个占光电子和相邻原子之间的散射过程的干扰，产生一个精细结构的光电离截面在能量范围小于1 eV以上的阈值。这种精细结构包含了相应三体系统的所有细节，例如原子间距离或电子原子子系统的散射信息;因此，在多粒子环境中产生的光电子可以用作结构探针。作为一个例子，实验相关的参数，我们提出了一个计划的基础上的光电离的里德伯分子的低能电子原子的相移提取的精细结构光谱，使用神经网络。
2021-11-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Probing Fractional Quantum Hall states in weakly interacting Fermi gases
本研究提出弱相互作用费米气体无需快速旋转即可在有限角动量激发态中实现最低朗道能级态，并精确实现分数量子霍尔波函数，为实验探测FQH态提供了新途径。
2025-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Probing an Ultracold-Atom Crystal with Matter Waves
光晶格中的原子量子气体是现代凝聚态物理重要概念的多功能试验平台。表征强关联相的方法的可用性对于这些系统的研究至关重要。用于揭示长程空间结构的衍射技术可以补充\emph{in situ}检测方法，但在很大程度上尚未开发。在这里，我们实验证明，布拉格衍射的中性原子可以用于这一目的。利用一维玻色气体作为物质波源，我们能够推断出限制在光晶格中的原子的空间有序性和就地定域性。我们还研究了入射物质波和晶格捕获的原子之间的非弹性散射的抑制，发生增加晶格深度。此外，我们使用原子德布罗意波检测强制反铁磁有序的原子自旋混合物，证明了我们的方法的适用性的非破坏性检测的自旋有序相在强相关的原子气体。
2012-02-20 cond-mat.quant-gas
Probing $p$-wave effects in spin-density separation of Bose mixtures with the dynamic structure factor
本研究采用路径积分场论探究三维双组分玻色气体中p波相互作用的作用，推导基态能量和量子耗尽的李-黄-杨修正，揭示其对状态方程的修改及自旋扇区有效质量的重整化，为量子气体各向异性相互作用效应提供理论与实验联系。
2025-04-16 cond-mat.quant-gas
Quantum engineering of Majorana quasiparticles in one-dimensional optical lattices
提出了一种在一维光晶格上实现超冷费米子气体中Majorana型准粒子的可行方法。为此，通过自旋-轨道耦合作用的非平衡超冷原子必须与三维玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）分子云杂化。通过约束的内部缺陷电位的配置文件，我们表明，马约拉纳型激发可以创建或湮灭。这一过程是在Bogoliubov-de Gennes方法中建模的。这项研究也是相关的纳米1D超导体的内部缺陷电位的修改可以通过静电手段获得。
2017-06-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Effective p-wave interaction and topological superfluids in s-wave quantum gases
冷原子中的p波相互作用可能产生奇异的拓扑超流体。然而，在冷原子系统中实现p波相互作用在实验上具有挑战性。本文提出了一种在传统的$s$-波相互作用量子气体中合成有效的$p$ -波相互作用的简单方案。其核心思想是将原子加载到自旋相关的光晶格势中。通过两个涉及自旋为1/2的费米子的具体例子，我们展示了如何将原系统映射到一个描述无自旋费米子与最近邻p波相互作用的模型，该模型的基态可以是拓扑超流体，在适当的条件下支持Majorana费米子.我们的方案的优点是不需要自旋轨道耦合或将原子加载到更高轨道上，而这是在$s$波量子气体中合成有效的$p$波相互作用的关键，并可能为实现$p$波拓扑超流体提供一条全新的途径。
2016-03-30 cond-mat.quant-gas
Phase Diagram of a Spin-Orbit Coupled Fermi Gases in a Bilayer Optical Lattice
研究了双层光晶格中自旋轨道耦合费米气体中螺旋超流相的稳定性。在平均场框架下构造了系统的相图。我们调查的拓扑性质的超流相的费米表面拓扑不变量的非平凡应用我们的时间反演不变系统的费米表面上的退化。我们发现在半满情况下的相图中存在一级相边界，并且超流相都是拓扑平凡的。当填充分数偏离半填充时，超流相是拓扑非平凡的。在拓扑非平凡的超流相，一个完整的配对间隙存在于体和无间隙的螺旋Majorana边缘状态存在于边界处。
2013-01-29 cond-mat.quant-gas
Probing and Manipulating Fermionic and Bosonic Quantum Gases with Quantum Light
研究了全量子体系中原子与光的相互作用，重点研究了囚禁在光晶格中的超冷原子的非共振光散射。对光子的探测允许对原子系综的量子相关性进行量子非破坏（QND）测量，区分不同的量子态。我们分析了光与物质之间的纠缠，并展示了如何利用它来实现多模宏观量子叠加，如薛定谔猫态，玻色子和费米子。我们提供的例子，利用不同的测量方案，并研究其鲁棒性去相干。最后，我们解决的制度，其中的光晶格潜力是一个量子动力学变量，并修改了原子状态，导致新的量子相位，并显着改变原子系统的相图。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Engineering and probing non-Abelian chiral spin liquids using periodically driven ultracold atoms
本文提出基于 Floquet 周期驱动和冷原子实现 Kitaev 蜂窝模型的方案，以构建并探测非阿贝尔手性自旋液体，通过能隙谱学和边缘淬火探测手性边缘信号，为研究非阿贝尔激发和量子化热输运铺路。
2023-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Probing pair correlations in Fermi gases with Ramsey-Bragg interferometry
提出利用 Ramsey-Bragg 干涉测量探测 spin-1/2 费米气体对关联的方法，通过分析转移比例涨落提取两体密度矩阵，揭示对凝聚相的非对角长程序及凝聚对的空间结构。
2024-04-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
A pulsed ion microscope to probe quantum gases
量子气体显微镜的出现，使得超冷气体物质的原位探测达到了前所未有的空间分辨率。然而，对于所有基于线性光学的技术来说，在更小的长度尺度上研究现象以及探测三维系统，从根本上受到成像光波长的限制。在这里，我们报告的高分辨率离子显微镜作为一个多功能和强大的实验工具，调查量子气体。该仪器清楚地解决了原子的光晶格间距为$532\,\text{nm}$超过50个网站的视野，并提供了一个非常大的景深的数量级至少$70\,μ\text{m}$。通过一个简单的模型，我们从我们的数据中提取了一个大约为$200\,\text{nm}$的可实现分辨率的上限。我们展示了一种脉冲操作模式，在未来将使3D成像，并允许离子杂质和里德堡物理的研究。
2020-08-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Vortex structures and zero energy states in the BCS-to-BEC evolution of p-wave resonant Fermi gases
从理论上研究了p波共振费米气体BCS到BEC演化过程中的多重量子化涡旋。基于Bogoliubov-de Gennes方程和能隙方程的自洽计算，讨论了涡旋结构和低能准粒子态。我们揭示了涡旋的宏观结构，如粒子密度，和低的准粒子状态之间的直接关系。另外，对于涡度为$κ$的多重量子化涡旋，其净角动量可以用一个简单的方程表示，该方程反映了Cooper对的手征性.因此，粒子密度耗尽的观测和角动量的测量将提供核束缚态和$p$波超流性的信息。此外，零能Majorana态的细节进行了讨论，在附近的BCS到BEC的演变。数值计算表明，只有当涡旋缠绕数为奇数时，零能的Majorana态才出现在弱耦合BCS极限。对于具有涡度$κ$的涡旋态，存在核心束缚态的$κ$分支，但只有一个分支能为零能。这种零能态在BCS-BEC拓扑相变处消失，这是由于核束缚态和边束缚态之间的干涉。
2010-05-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Higher-order topological superconductivity: possible realization in Fermi gases and Sr$_2$RuO$_4$
我们提出在双层自旋极化费米气体超流体中实现二阶拓扑超导。我们专注于系统层内手性$p$波配对和可调层间跳跃和层间相互作用。在适当的情况下，层间偶宇称$s$ -或$d$ -波配对可以与层内$p$ -波共存。我们的模型支持本地化的马约拉纳零模式不仅在系统几何形状的角落，但也在某些一维缺陷，如晶格线缺陷和超流域壁的终端。我们展示了如何这样的拓扑相位和马约拉纳零模式，其中可以通过调整层间配对和跳跃的多种方式进行操作。推广到自旋系统，我们进一步提出，假定的$p$波超导体Sr $_{2}$ RuO $_{4}$，当受到单轴应变，也可以实现所需的拓扑相。
2019-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Scanning electron microscopy of cold gases
超冷量子气体为研究相互作用的多体量子系统提供了独特的可能性。探测和操纵这样的系统与不断增加的控制程度需要新的实验技术。扫描电子显微镜是一种高分辨率的技术，可用于原位成像、光晶格中的单点寻址和精密密度工程。在这里，我们回顾了最近的进展和取得的成就，这种技术和讨论未来的前景。
2015-04-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Majorana Doublets, Flat Bands, and Dirac Nodes in s-Wave Superfluids
镜像和时间反演对称性保护的拓扑超流体是具有Majorana Kramers对（MKP）的奇异物质态，但其实现长期以来受到非常规配对要求的阻碍。我们提出了利用$s$ -波配对、出射镜对称性和时间反演对称性在两个自旋-轨道耦合的一维超冷费米原子气体中实现这种拓扑超流体。通过将这样的系统堆叠成2D，我们发现了拓扑和Dirac节点超流体托管不同的MKP平坦带。我们表明，紧急对称性MKP和他们的平带稳定对波动，否则湮灭配对马约拉纳。利用新的实验发展，我们的计划提供了一个独特的平台，探索MKP及其在量子计算中的应用。
2018-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Spin-orbit coupling in quantum gases
自旋轨道耦合将粒子的速度与其量子力学自旋联系起来，并且在许多凝聚态现象中是必不可少的，包括拓扑绝缘体和马约拉纳费米子。在固态材料中，自旋-轨道耦合源于电子在晶体的固有电场中的运动，该固有电场是唯一规定的。相比之下，对于超冷原子系统，设计的“材料参数”是可调的：各种合成的自旋轨道耦合可以根据需要使用激光场进行设计。在这里，我们概述了超冷原子系统中自旋轨道耦合的当前实验和理论状态，讨论了使物理学在任何其他已知环境中不可能的独特功能。
2013-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Creating and probing the Sachdev-Ye-Kitaev model with ultracold gases: Towards experimental studies of quantum gravity
我们认为，全息原理，结合原子，分子和光学物理学的最新技术进展，可以导致量子引力的实验研究。作为一个具体的例子，我们考虑Sachdev-Ye-Kitaev（SYK）模型，它由自旋极化的费米子组成，具有全对全的复杂随机两体跳跃，并已被证明是一个特定的量子引力系统的对偶。如果全息对偶成立，那么实现SYK模型的低温态就被解释为实现了弦黑洞。我们介绍了SYK模型的一个变体，其中随机两体跳跃是真实的。该模型在大- $N$极限下与原始SYK模型等价。我们表明，该模型可以建立在原则上通过限制超冷费米子原子的光晶格和耦合两个原子与分子态通过光缔合激光。这一发展是朝着实验实现这种与量子黑洞对偶的系统迈出的重要的第一步。我们还展示了如何测量的SYK模型，它允许识别的最大混沌特性的黑洞的时间顺序的关联函数。
2017-07-11 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Observation of local temporal correlations in trapped quantum gases
我们测量了在玻色-爱因斯坦凝聚临界温度以上和以下玻色子被困气体的时间对关联函数$g^{(2)}(τ)$。使用局部时间分辨单原子灵敏探测技术进行{ \it in situ}测量。还提取了三阶和四阶关联函数。我们开发了一个理论模型，并将其与我们的实验数据进行比较，找到了良好的定量一致性，并强调了相互作用的作用。我们的结果促进了时间相关作为新的观测研究超冷量子气体的动力学。
2011-05-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Searching for Majorana Fermions in 2D Spin-orbit Coupled Fermi Superfluids at Finite Temperature
最近在实现冷原子自旋-轨道（SO）耦合方面的实验突破引起了人们对二维SO耦合费米超流体，特别是被预言存在于零温度下的拓扑Majorana费米子（MFs）物理的极大兴趣。然而，众所周知，在有限温度下，长程超流有序在二维中被相位涨落破坏，相关的物理现象是Berezinskiii-Kosterlitz-BKT（Berezinskiii-Kosterlitz-Bronchless）转变。在这封信中，我们研究了有限温度对SO耦合费米气体的影响，并表明有限温度确实是观测MF所必需的。MF的拓扑保护的准粒子能隙被发现是远远大于温度。得到了观测磁场的参数区域的限制条件。
2012-08-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Single-atom quantum probes for ultracold gases using nonequilibrium spin dynamics
量子探针是原子大小的设备，将其环境的信息映射到量子力学状态。通过改进测量，同时最大限度地减少对环境的扰动，它们形成了量子技术的核心资产。我们通过将单个Cs原子浸入超冷Rb浴中来实现基于自旋的量子探针。控制探针和浴之间的非弹性自旋交换过程允许将运动和热信息映射到量子自旋状态上。我们表明，稳态自旋布居非常适合于绝对测温，减少温度测量的量子自旋分布的检测。此外，我们还发现，通过非平衡自旋动力学，可以使每一次非弹性碰撞的信息增益最大化。非平衡态量子探测的灵敏度有效地超过了量子探测的稳态克拉梅尔·拉奥极限几乎一个数量级，同时将浴的扰动减少到只有三个角动量量子。我们的工作铺平了道路，在海森堡极限量子系统的本地探测，而且通过控制非平衡动力学优化测量策略。
2019-06-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Reducing number fluctuations of ultracold atomic gases via dispersive interrogation
我们使用非破坏性的激光探测跟踪强制蒸发冷却过程中被困原子云的中心密度演化。这是在外差色散检测方案中实现的。我们建议使用这作为预测蒸发后的原子数的前体测量，并提供一个简单的实验演示的原则，导致经典的数量波动的条件减少。
2012-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Majorana Quasi-Particles Protected by $\mathbb{Z}_2$ Angular Momentum Conservation
我们展示了如何角动量守恒可以稳定一个受保护的准拓扑相的物质支持马约拉纳准粒子在一维冷原子气体的边缘模式。研究了自旋轨道耦合下的四种群哈伯德模型.后者将全局自旋对称性降低为角动量宇称对称性，这提供了一种非常强大的保护机制，不依赖于与额外水库的任何耦合。马约拉纳边缘模式的出现阐明使用场论技术，并证实了密度矩阵重整化群模拟。我们的研究结果铺平了道路走向观察马约拉纳边缘模式与碱土类费米子在光晶格，我们的配方的所有基本成分-自旋轨道耦合和强轨道间的相互作用-已在过去的两年中实验实现。
2017-05-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Probing information theoretic measures of nonlinear ultracold quantum gases using phase-space distributions
Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology（萨达尔·瓦拉巴伊国家理工学院）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）
利用Wigner和Husimi准概率分布，研究由Gross-Pitaevskii方程描述的谐振子陷阱Bose-Einstein凝聚体，通过计算Shannon熵、Wehrl熵、Rényi熵、Fisher信息等多种信息论度量，发现更强的排斥相互作用导致相空间离域化增强，且从Wigner到Husimi表示中非经典干涉被抑制。
2026-06-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
