Controllable Finite-Momenta Dynamical Quasicondensation in the Periodically Driven One-Dimensional Fermi-Hubbard Model
在哈伯德模型的强相互作用极限下，局域双占位形式的有效硬核玻色子激发，称为doublons，由于能量守恒而长寿命。利用含时密度矩阵重整化群，我们数值研究了一维空间中由空间受限带绝缘态突然膨胀引起的双光子动力学。通过分析多体状态内的自然轨道的占领标度，我们表明，doublons动态quascondensate在带边缘，与自发出现的eta-quascondensate一致。在此基础上，我们研究了在膨胀过程中周期性驱动系统的效果。Floquet分析表明，驱动力强烈地重整化了doublon-hopping和doublon-repulsion，破坏了哈伯德模型的eta-SU（2）对称性。对驱动膨胀动力学的数值模拟表明，驱动振幅可以控制双光子准凝聚态的动量。这些结果指出了工程非平衡凝聚体在费米冷原子实验的新途径，并可能相关的驱动固态系统。
2019-06-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Doublon dynamics and polar molecule production in an optical lattice
超冷极性分子为研究量子多体自旋动力学提供了一个很好的平台，最近实现的光晶格中极性分子的低熵量子气体已经成为可能。为了详细了解晶格中的分子形成过程，我们准备了一个密度分布，其中晶格位置是空的或被一个由玻色子原子与费米子原子相互作用组成的doublon占据。通过让这个无序的，失去平衡的系统从一个明确定义的初始条件下发展，我们观察到明显的影响配对所产生的物种间的相互作用，更高的分波费什巴赫共振，并激发布洛赫带人口。当只允许较轻的费米子在三维晶格中隧穿时，系统动力学可以很好地用理论描述。然而，在费米子和玻色子都可以隧穿的情况下，我们遇到的相关动力学超出了当前数值模拟的能力。此外，我们表明，我们可以探测晶格中的原子气体的微观分布，通过测量的非弹性损失的doublons。这些技术实现的工具，一般适用于异质双原子系统的光晶格，可以阐明分子生产以及动力学的玻色-费米混合物。
2015-11-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Homogeneous fermionic Hubbard gases in a flat-top optical lattice
本文开发融合平顶光晶格与光箱阱的混合势，实现约8×10⁵位点的三维均匀费米哈伯德气体，通过射频光谱测量双占据分数，揭示金属-莫特转变及波梅兰丘克效应等关键物理现象。
2025-02-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
BCS-BEC crossover in spatially modulated fermionic condensates
几种新型的多组分费米子凝聚体在费米子粒子数不平衡的情况下表现出普遍的行为。在这里，我讨论了它们的相结构，热力学，和从弱（BCS）到强（BEC）耦合制度的过渡。以富尔德-费雷尔相为例说明了非均匀超导相，该相出现在弱耦合区，温度低，不对称性大。非均匀相持续通过交叉（并可能超过）过渡到强耦合制度。
2011-06-07 cond-mat.quant-gas nucl-th
$η$ Pairing of Light-Emitting Fermions: Nonequilibrium Pairing Mechanism at High Temperatures
强相互作用的费米子原子在自发发射光的存在下，在非平衡稳态中发展出$η$配对超流关联。在考虑内自旋态间自发衰变的哈伯德模型的基础上，我们证明了泡利不相容原理对辐射衰变的禁止和双衰变过程间的相消干涉导致了非平衡$η$配对.由于稳态的非热性质，即使从完全不相关的无限温度初始状态也会产生对关联，从而允许在高温下形成相干原子对。讨论了在光晶格中使用费米子原子的实验实现。
2021-03-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Concomitant Modulated Superfluidity In Polarized Fermionic Gases
最近突破性的实验研究自旋极化对酉费米气体配对的影响遇到了相互定性和定量的差异，这似乎是一个功能的限制几何。使用新的数值算法，我们研究的解决方案空间的三维完全自洽制定的现实系统与$10^{5}$原子。三种类型的解决方案的研究表明，作为限制的几何形状是细长的亚稳态的趋势。这些解决方案之一，这是一致的赖斯实验在高陷阱纵横比，支持一个国家惊人的相似，长期寻求富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫状态。我们的研究有助于解决长期存在的争议，从两个不同的实验组的结果之间的差异，并突出了调查非均匀费米子超流体的实际尺寸的数值计算的多功能性。
2011-02-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-th
Evolution of entanglement entropy in strongly correlated bosons in an optical lattice
本文通过有效理论建立Rényi熵与双子和空穴关联函数的关系，揭示淬灭动力学中纠缠熵正比于跨越子系统边界的双子和空穴对数目，为强关联系统纠缠熵动力学提供新见解。
2023-11-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spectroscopy for cold atom gases in periodically phase-modulated optical lattices
讨论了冷原子气体对光晶格小周期相位调制的响应。对于玻色子气体，在线性响应理论中，能量吸收率由电流关联函数的虚部给出。对于强晶格势中的费米子气体，同样的关联函数可以通过产生率双占有率来探测。因此，相位调制给出了对作为调制频率的函数的系统的电导率的直接访问。我们给出了一个应用的例子中的情况下，一维玻色子在零温度和讨论之间的联系的相位和振幅调制。
2011-05-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Parametric resonance and spin-charge separation in 1D fermionic systems
我们表明，周期调制的哈密顿参数的一维关联费米子系统可以用来参数放大其玻色子集体模式。处理的问题内的Luttinger液体图片，我们展示了如何电荷和自旋密度波与不同的动量同时放大。我们讨论了我们的预测在一维调制光晶格冷原子的实施，表明费米动量分布直接提供了一个明确的签名的自旋-电荷分离。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Correlated Spin-Flip Tunneling in a Fermi Lattice Gas
我们报道了囚禁在光晶格中的40K费米子原子的关联、密度依赖隧穿的实现。通过适当地调谐施加到自旋极化气体的一对拉曼光束之间的频率差，同时诱导自旋跃迁和隧穿事件，这取决于相邻晶格位置的相对占据。相关的自旋翻转隧穿光谱解决使用在相反的自旋态制备的气体，和推断的哈伯德相互作用能进行比较与紧束缚预测。我们发现，激光诱导的关联隧穿过程产生的双光子通过光辅助碰撞引起的损失。此外，通过可控地引入空位的自旋极化气体，我们表明，相关的隧道被抑制时，相邻的晶格位置未被占用。
2017-11-06 cond-mat.quant-gas
Analysis of Particle Transfer by Periodic Lattice Modulation for Ultracold Fermionic Atom Systems in Three Dimensional Optical Lattice
采用哈伯德模型和含时Gutzwiller变分方法，对具有限制谐振势的三维光晶格中的超冷费米子原子系统进行了数值计算.我们的研究集中在通过添加一个周期性的晶格势调制时的粒子转移的时间演化。调制频率、调制幅度和粒子数等参数的选择对粒子传输有影响。我们计算的粒子分布的方差的时间演化，并显示其依赖于参数。实验结果表明，晶格调制可以有效地控制粒子的转移，在费米原子系统的实验中将是一种有用的方法。
2013-10-07 cond-mat.quant-gas
Pi-phases in balanced fermionic superfluids on spin-dependent optical lattices
本文研究了一维超冷费米子的平衡双组分系统，系统中的两个组分具有相互吸引作用，且两个组分具有相反符号的自旋相关的光晶格势。我们发现不同类型的调制配对序参量，这是概念上类似的超导铁磁体异质结构的π相讨论的状态。增加晶格深度诱导不同宇称的状态之间的急剧转变。虽然序参量振荡的起源类似于具有自旋不平衡的成对状态的FFLO相位，但是当前系统对于相位分离本质上是稳定的。我们讨论了创建和探测这些新的阶段的实验要求。
2010-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Finite temperature tensor network study of the Hubbard model on an infinite square lattice
哈伯德模型是强关联电子理论中一个长期存在的问题，也是超冷费米子原子实验中一个非常活跃的问题。受当前和未来的量子模拟的启发，我们应用了一个二维张量网络，一个无限的投影纠缠对状态，通过直接在热力学极限下工作的邻域张量更新算法在虚时间中演化。在U（1）xU（1）对称性和键维数高达29的情况下，我们产生的热态的温度低至0.17倍的跳跃率。我们得到的结果自旋和电荷双折射，不受边界效应。在试图接近热力学极限的前瞻性超冷原子实验中，可测量的自旋反铁磁因子提供了在轻微掺杂的哈伯德模型中移动空穴破坏反铁磁背景的证据。电荷倍增器揭示了半填充附近空穴-双光子对的存在和掺杂时空穴-空穴排斥的特征。我们还获得了在轻微掺杂制度的比热。
2022-10-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Integrable model for density-modulated quantum condensates: solitons passing through a soliton lattice
本文提出了一个具有非均匀基态的可积模型，作为研究非均匀量子凝聚体如超固体和Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov超流体的有效模型。该模型是非线性薛定谔方程的高阶模拟。利用椭圆泛函背景下的逆散射理论，导出了$n$ -孤子解，揭示了暗孤子台球、位错、灰孤子和包络孤子等孤子动力学行为.我们还提供了精确的玻色子和费米子准粒子本征态，并阐明了它们的隧穿现象。解用θ函数的行列式表示。
2017-08-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nlin.PS
Dynamics of fermions in an amplitude modulated lattice
研究了在叠加抛物阱势的光晶格中费米子的动力学行为。在最近的汉堡实验中[J.Heinze等人，物理修订信函110，085302（2013）]关于光电导性的量子模拟，光晶格上的调制脉冲将最低能带的部分布居转移到激发能带，在最低能带的粒子分布中留下空穴。随后激发态粒子和空穴的复杂动力学可以用基于维格纳函数演化的半经典方法来解释。在这里，我们提供了一个更详细的动力学分析，考虑到系统的维数和有限的温度效应，旨在再现较长时间尺度上的实验结果。与以往的理论相比，本文更精确地构造了半经典波包。因此，半经典动力学确实以更好的精度再现了实验数据和全量子数值计算。特别是，有趣的现象的崩溃和复活的孔进行了更详细的调查。我们推测该实验装置可用于更深入地探索费米子气体中的非线性波。
2016-06-06 cond-mat.quant-gas
Exact bistability and time pseudo-crystallization of driven-dissipative fermionic lattices
在平均场近似下，量子光学系统中是否存在双稳性仍然是一个争论激烈的问题。量子涨落是对平均场近似的有限尺寸修正，因为完全精确解是无法获得的。通常，量子涨落会破坏平均场水平上的双稳性。在这里，通过识别和使用精确的调制半局域动力学对称性在一定的量子光学模型的驱动耗散费米子链，我们确切地证明了双稳态精确的量子涨落。令人惊讶的是，量子涨落本身并没有破坏双稳性，而是表现出双稳性，尽管在我们的系统中，它在平均场水平上是不存在的。此外，所研究的模型获得额外的热力学动力学对称性，这意味着持续的周期性振荡的量子波动，构成伪变种的边界时间晶体。在物理上，这些涌现算子对应于有限频率和有限动量的半局域戈德斯通模式。因此，我们的工作提供了我们所知的第一个例子，一个可证明的量子光学系统。
2022-02-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Creating State-Dependent Lattices for Ultracold Fermions by Magnetic Gradient Modulation
我们展示了一个通用的方法来创建状态依赖的光晶格通过施加一个磁场梯度调制的时间。这允许针对不同的内部状态调谐隧穿的相对幅度和符号。我们观察到实质上不同的动量分布取决于费米40K原子的自旋状态。利用偶极振荡，我们探测自旋相关的能带结构，发现与理论很好的协议。原位膨胀动力学表明，一个国家可以完全本地化，而其他人仍然巡回。一项系统的研究表明，在哈伯德状态下，可以忽略不计的加热和几秒钟的寿命。
2018-01-23 cond-mat.quant-gas
Quantum Criticality and Population Trapping of Fermions by Non-Equilibrium Lattice Modulations
研究了三维光晶格中相互作用费米子原子的超冷气体，其中晶格势强度是周期性调制的。这种非平衡系统的非微扰描述的Mott-Hubbard系统采用广义动力学平均场论（DMFT）的Keldysh-Floquet-Green函数的方法。不同原子之间的强排斥相互作用导致平衡系统的莫特绝缘体状态，但是在零温度下的额外外部驱动产生非平衡量子临界行为，其中产生无限数量的Floquet状态并且给出到液体和导电相的转变。
2016-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum simulation of correlated-hopping models with fermions in optical lattices
通过在光晶格中超冷费米子原子的费什巴赫共振中使用调制磁场，我们证明了设计一类通常被称为相关跳跃模型的模型是可能的。这些模型不同于哈伯德模型，表现出额外的密度依赖的相互作用项，影响跳跃过程。除了自旋SU（2）对称性外，它们还具有电荷SU（2）对称性，这为研究由杨为哈伯德模型引入的超导$η$配对机制提供了可能。我们讨论了已知的解决方案的模型在1D（其中$η$状态已被发现在基态的简并流形），并表明，远离可积点，量子蒙特卡罗模拟在半填充预测出现一个阶段与共存的无公度自旋和电荷顺序。
2014-03-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Experimental realisation of the topological Haldane model
在蜂窝晶格上的哈密尔顿模型是一个典型的例子，哈密尔顿具有拓扑不同的相位的物质。它描述了一种机制，通过这种机制，量子霍尔效应可以表现为带结构的固有特性，而不是由外部磁场引起的。虽然在材料中的实现被认为是不可能的，但它为探索拓扑绝缘体和超导体的理论和实验研究提供了概念基础。在这里，我们报告的实验实现的Halfton模型和其拓扑带结构的表征，使用超冷费米子原子在一个周期性调制的光学蜂窝晶格。该模型是基于打破时间反演对称性以及反演对称性。前者是通过引入复杂的次近邻隧穿项，我们诱导通过循环调制的晶格位置。对于后者，我们在相邻站点之间创建能量偏移。打破这些对称性中的任何一个都会在能带结构中打开一个缺口，这是使用动量分辨带间跃迁来探测的。我们探索由此产生的贝里曲率的最低频带通过施加一个恒定的力的原子，并找到类似于霍尔电流的正交漂移。这两个破对称之间的竞争引起了拓扑不同的政权之间的过渡。通过确定在一个单一的狄拉克点消失的差距，我们映射出这个过渡线的实验和定量比较使用Floquet理论计算没有自由参数。我们验证了我们的方法，它允许动态调整拓扑性质，是适合的，甚至相互作用的费米子系统。此外，我们提出了一个直接的扩展，实现自旋相关的拓扑哈密顿。
2018-01-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Multicomponent anyons in one-dimensional optical lattices
Rice University（莱斯大学）；The University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）；Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院精密测量科学与技术创新研究院）；Research School of Physics, Australian National University（澳大利亚国立大学物理研究学院）
本研究通过任意子-哈伯德模型，揭示多分量任意子在1D光晶格中分数统计重塑自旋与电荷关联，并调控偶极振荡及相变。
2026-11-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Enhancement and sign change of magnetic correlations in a driven quantum many-body system
周期驱动可以用来相干地控制多体状态的性质，并实现静态系统中无法达到的新相。例如，将材料暴露于强激光脉冲能够引起金属-绝缘体转变，控制磁序并诱导远高于静态转变温度的瞬态超导行为。然而，牵制负责的机制往往是困难的，因为对辐射的反应是由复杂的多体动力学。与静态系统相比，在静态系统中已经进行了大量的计算来解释高温超导等现象，对驱动多体哈密顿量的理论分析要求更高，并且最近的观察激发了新的理论方法。在这里，我们进行了一个实验量子模拟在一个周期性调制的六角晶格，并表明，反铁磁相关的费米子多体系统可以减少或增强，甚至切换到铁磁相关。我们首先证明，在高频率制度，描述的多体系统的有效Floquet-哈密顿与重整化隧道能量仍然有效，通过比较的结果在一个等效的静态晶格的测量。对于近共振驱动，增强和符号反转的相关性解释的微观模型，其中的粒子隧道和磁交换能量可以独立控制。结合所观察到的足够长的寿命的相关性，Floquet工程，从而构成了一个替代路线，实验研究非常规配对强相关系统。
2019-06-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
