Radio-Frequency Manipulation of Fano-Feshbach Resonances in an Ultracold Fermi Gas of $^{40}$K
实验控制磁Fano-费什巴赫共振在超冷$^{40}$ K费米气体，使用射频（RF）领域，证明。光谱测量是由三个分子水平在50兆赫的原子连续，随着它们的变化与磁场。通过测量损耗分布与磁场的关系，示出了由RF场修改散射特性。本工作提供了s波Fano-费什巴赫共振附近分子基态的高精度位置，可用于研究射频场作用下从玻色-爱因斯坦凝聚体到Bardeen-Cooper-Schrieffer超流体的过渡区.
2014-07-07 cond-mat.quant-gas
Optical transport and manipulation of an ultracold atomic cloud using focus-tunable lenses
我们提出了一个光学设置与可调焦距透镜动态控制腰部和焦点位置的激光束，在其中我们运输一个被困的超冷云的87-Rb超过28厘米的距离。该方案使我们能够在恒定的腰部移动焦点位置，在整个传输长度上提供均匀的捕获条件。在整个距离上传输的原子的比例接近于1，而云的加热在几个微开尔文的范围内。我们表征的焦点的位置稳定性，并表明，在焦点位置的残余漂移率可以通过抵消与可调透镜补偿。除了是一个紧凑和鲁棒的计划，以运输超冷原子，报告的激光束的控制，使动态剪裁的捕获潜力成为可能。作为一个例子，我们通过改变偶极束的束腰尺寸来控制原子云的尺寸。
2014-09-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Local manipulation of quantum magnetism in 1D ultracold Fermi gases across narrow resonances
有效射程是表征两体散射强度与能量依赖关系的一个量，在冷原子系统中特别是在窄共振态下有着广泛的应用。在这里，我们表明，有效范围可以显着修改的磁性的一维（1D）自旋$1/2$费米子在强排斥制度。特别是，有效范围打破了大自旋简并的硬核限制，并诱导海森堡交换项的自旋链，这是更敏感的局部密度比裸耦合诱导。利用外部谐波陷阱，这导致非常丰富的磁性图案，其中反铁磁（AFM）和铁磁（FM）相关性可以共存并分布在整个陷阱的高度可调谐区域中。最后，我们提出在隧穿实验中探测距离感生磁序。我们的结果可以直接在一维费米气体中通过窄共振进行检验，并为冷原子量子磁性的局域操纵提供了一条方便的途径。
2018-09-19 cond-mat.quant-gas
Single atom detection in ultracold quantum gases: a review of current progress
综述了超冷量子气体单原子探测和操纵实验的最新进展。讨论从捕获、冷却和检测单个离子和原子的基本原理开始。详细介绍了超冷量子气体中单原子探测的实现，讨论了基于光散射、电子散射、场致电离和直接中性粒子探测的方法。也包括量子气体中单个原子的微观相干操纵。给出了各种例子，以突出这些方法来研究多体量子系统的力量。
2017-03-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Tunnel-coupled optical microtraps for ultracold atoms
本文回顾了用于超冷原子操控的隧穿耦合光学微阱技术及其最新进展，该平台具备低熵制备和单格位操控能力，为探索新奇量子态与动力学提供了新机遇。
2024-01-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Controlled wave-packet manipulation with driven optical lattices
受最近千赫兹驱动光晶格中超冷原子实验研究进展的启发，我们从理论上讨论了余弦晶格势中粒子对具有光滑包络的强强迫脉冲的响应机制.这样的脉冲实现了由时空布洛赫波产生的准能表面上的波包动量分布的绝热运动。然后，可以故意利用绝热性的偏差来施加相干控制，并达到可能无法通过其他手段达到的目标状态。作为一个特殊的例子，我们考虑从光学共振已知的π脉冲的模拟。我们还建议采用以前开发的激光脉冲控制原子和分子动力学的相干控制的物质波在震动的光晶格的进一步技术。
2011-12-14 cond-mat.quant-gas
Optical Manipulation of Spin States in Ultracold Magnetic Atoms via an Inner-Shell Hz Transition
本文提出基于1299 nm类时钟跃迁的全光学方法，可快速确定性操控铒原子自旋组成，并抑制自旋交换碰撞，为高级自旋模型研究铺路。
2024-07-16 cond-mat.quant-gas
Real-space detection and manipulation of topological edge modes with ultracold atoms
该研究利用超冷原子和可编程光学势在光学晶格中构建拓扑界面，实现并制备手性边缘模式，同时通过调控势阶研究其形成与群速度变化。
2023-04-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Floquet Edge States with Ultracold Atoms
我们描述了一个实验装置，用于成像拓扑保护Floquet边缘态使用超冷玻色子在光晶格。我们的设置涉及一个深的二维光晶格与时间相关的超晶格，调制相邻站点之间的跳跃。超晶格梁的有限束腰产生具有不同拓扑数的区域。人们可以通过对从两个拓扑不同的区域之间的边界发射的玻色子包的实空间密度成像来观察手征边缘态。
2014-06-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
New opportunites for interactions and control with ultracold lanthanides
镧系元素原子有一种不寻常的电子结构，具有部分填充的$f$轨道壳层。这导致了一组特征性质，使增强控制超冷原子和它们的相互作用：大量的光学跃迁与广泛变化的波长和跃迁强度，各向异性的相互作用性质之间的原子和光，和一个大的磁矩和自旋空间中存在的基态。这些功能反过来又使应用范围从窄线激光冷却和自旋操纵蒸发冷却通过通用偶极散射，以观察一个rotonic色散关系，自我约束的液体状液滴稳定的量子波动，和超固态。在这篇简短的评论中，我们描述了镧系元素原子的不寻常的能级结构如何导致这些关键特征，并提供了一个简短的和必要的部分概述在这个快速发展的领域的实验进展。
2021-08-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Transport of ultracold atoms in superpositions of S- and D-band states in a moving optical lattice
运动光晶格中的超冷原子具有高度的可控性，是研究输运现象的可行平台。本文研究了一维光晶格中D带超冷原子的输运过程，并通过调节S带和D带的布居比来实现对原子输运的调控。在实验中，我们首先利用捷径法将超冷原子加载到光晶格中，然后通过扫描晶格光束的相位来加速光晶格。分别给出了D带和S带的原子输运。我们发现D带原子的群速度与S带相反。通过在S带原子中掺杂D带原子，调制了原子叠加态的群速度，实现了原子群速度由正变负的操控。此外，研究了晶格深度和加速度对输运距离的影响。多轨道模拟的计算结果与实验结果吻合较好。我们的工作为操纵原子在高轨道或混合轨道上的输运提供了一种有效的方法。
2023-02-04 cond-mat.quant-gas
Coherent Manipulation of Orbital Feshbach Molecules of Two-Electron Atoms
近年来，超冷分子受到越来越多的关注。与超冷原子相比，它们具有一些独特的性质，使它们成为在从量子模拟到量子传感和计量学等多个领域实现新量子技术应用的完美候选者。特别是，双电子原子（如锶或镱）的超冷分子也继承了这些原子物种的特殊性质，最重要的是通过直接激发光学时钟跃迁获得亚稳态电子状态的可能性，具有最终的灵敏度和准确性。本文报道了两个不同电子（轨道）态的费米子$^{173}$ Yb原子$^1$ S $_0$和$^3$ P $_0$在不同自旋和电子态原子的散射共振（称为轨道费什巴赫共振）附近的分子束缚态的产生和相干操纵。我们通过观察几个光缔合和光解离循环，证明了在三维光晶格中，轨道分子可以从基态原子的气体开始相干光缔合。我们还显示了通过使用拉曼辅助转移交换形成分子的原子之一的核自旋来相干控制分子内部状态的可能性，从而展示了这些分子束缚态的强大操纵和检测工具。最后，通过利用这种特殊的检测技术，我们提供了第一个信息的分子状态的寿命在多体设置，铺平了道路，对未来的调查强烈相互作用的费米气体在一个尚未探索的制度。
2018-10-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ballistic quench-induced correlation waves in ultracold gases
研究了散射长度快速变化的粒子对的波包动力学。短程相互作用在零程极限中建模，其中猝灭通过在消失粒子分离处切换波函数的边界条件来完成。这产生了一个相关波，它迅速传播到非零粒子间距。我们已经得出了普遍的，这个过程中，导致一个简单的相空间图片的猝灭诱导散射的分析结果。直觉上，关联波的强度与系统的初始接触有关。我们发现，在一个空间维度，$k^{-4}$尾部的动量分布包含一个弹道的贡献，并不源自短程对相关性，和一个类似的结论可以在其他维度取决于淬火协议。我们研究了一维光晶格中的猝灭诱导输运，发现半经典处理可以给出输运概率的定量准确估计。
2016-05-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Nanoplasmonic Lattices for Ultracold atoms
我们提出利用等离子体激元系统近场的亚波长光限制来创建超冷原子的纳米光晶格。我们的方法结合了孤立原子的独特的相干性与亚波长操纵和与纳米等离子体系统相关的强光-物质相互作用。它允许人们在实现哈伯德模型时大大增加能量尺度，并在相干和耗散的多体动力学中设计有效的长程相互作用。现实的缺陷和潜在的应用进行了讨论。
2014-07-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Making an ultracold gas
我们提供量子气体实验物理学的介绍。在超冷量子气体的低密度下，禁闭可以从单粒子物理学中理解，相互作用可以从两体物理学中理解。原子的结构在光域和射频域中都提供共振。在本章写作时，27种原子的同位素已经达到了量子简并态，在此给出了它们的原子结构数据。我们讨论了在这些物种中选择的动机。我们回顾如何静态和振荡领域的数学处理。电偶极矩可以在中性原子中产生，并且是光学操纵以及短程相互作用的基础。许多原子具有永久的磁偶极矩，可以用于捕获或远程相互作用。多伦多的$^{40}$ K/ $^{87}$ Rb晶格实验提供了一个例子，说明这些工具是如何结合起来创造一个超冷，量子简并气体。
2014-03-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Light scattering detection of quantum phases of ultracold atoms in optical lattices
在光晶格上加载超冷原子可以为许多量子相的量子模拟和操纵提供前所未有的实验系统。然而，到目前为止，如何有效地检测这些量子相位仍然是一个突出的挑战。本文表明，利用加载在光晶格上的冷原子的光学布拉格散射可以探测到许多量子相，不仅包括传统的超流和Mott绝缘相，而且还包括各种密度波（CDW）、价键固体（VBS）、CDW超固体和VBS超固体等重要相。
2011-03-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
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
Emulation of magneto-optic Faraday effect using ultracold atoms
我们提出了一个捕获方案，用于模拟超冷原子气体中著名的法拉第效应。受光场与玻色原子的相似性的启发，我们将光在介质中的传输问题用激光与原子相互作用的原子输运来描述。人工磁光法拉第效应很容易通过原子的自旋不平衡发出信号，激光场的设置为量子操纵提供了高度的可控性。本方案是切实可行的，可以用现有的超冷原子实验技术来实现。它将磁光法拉第效应的重要概念推广到超冷原子物理学，为磁光法拉第效应及其相关物理的量子模拟和探索开辟了一条新的途径。
2021-03-01 cond-mat.quant-gas
Inelastic collisions in radiofrequency-dressed mixtures of ultracold atoms
辐射修饰势（RF dressed potential）是一种很有前途的操纵原子混合物的技术，但到目前为止，很少有工作已经进行，以了解这些陷阱中的原子碰撞。在这项工作中，我们穿着85 Rb和87 Rb的混合物与RF辐射，表征发生的非弹性损失，并证明物种选择性操作。我们的测量结果表明，损失是由两体87 Rb +85 Rb碰撞，我们表明非弹性速率系数的变化与失谐的RF共振。我们解释我们的观察使用量子散射计算，这给合理的协议与测量。计算认为磁场都垂直于平面的RF极化和倾斜相对于it.We的研究结果具有重要的影响，为未来的实验，服饰与RF场的混合物。
2019-12-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Manipulation of heteronuclear spin dynamics with microwave and vector light shift
本文报道了超冷$^{87}$ Rb和$^{23}$ Na原子自旋为1的混合物中异质自旋动力学的观测和操纵。的动力学是由物种间的自旋相关的相互作用，并显示出显着的依赖于磁场与线性和二次塞曼位移的影响。类似于研究充分的homomands的情况下，物种间的自旋动力学可以通过调节二次塞曼位移与远失谐微波场控制。此外，我们成功地实现了自旋动力学控制的矢量光位移作为一个物种选择性的有效磁场对$^{87}$ Rb原子。这两种方法都显示出可以忽略不计的原子损失，因此将是研究自旋动力学的强大技术，具有快速的时间和高的空间分辨率。
2020-05-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Implementing supersymmetric dynamics in ultracold atom systems
超对称系统的性质来自于形成超对称代数的守恒超荷。这些系统自然分解为两个子系统，当被视为单独的系统时，它们具有基本相同的本征能，并且它们的本征态可以相互映射。我们首先提出一个一维超冷原子装置来实现这样一对超对称系统。我们提出了一个马赫-曾德尔干涉实验，我们证明了这个系统，并可以实现与当前的技术。在这种干涉仪中，在子系统的叠加中演化的单个原子波包给出了干涉对比度，如果子系统形成超对称对，则该干涉对比度是尖锐的。其次，我们提出了一个在合成规范场中实现超对称动力学的二维装置。
2017-03-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Anisotropic two-dimensional RF-dressed potentials for ultracold atoms
在这项工作中，使用四极阱的静态磁场和各种射频（RF）场产生的RF修饰势，已被理论研究用于捕获和操纵的冷原子在一个二维（2D）的几何形状。结果表明，在该方案中，某些特定极化和相位的射频场可以产生一些新的静态和含时的各向异性二维势，这些势对于在二维几何中囚禁和操纵冷原子是有用的.所产生的含时二维势在圆环上旋转，可用于控制冷原子云在圆环路径上的旋转和振荡，囚禁在这些势中的超冷原子可用于研究隧道效应和超流等有趣的物理现象.
2014-08-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum state transfer with ultracold atoms in optical lattices
超冷原子可用于对包括自旋系统在内的各种凝聚态系统进行量子模拟。这些进展为实现对量子态的操控以及观察和利用量子关联效应指明了方向。沿着这条线的自然方向由执行量子态转移（QST）的可能性提供。在简要讨论了用超冷气体模拟量子自旋链并回顾了QST的基本事实之后，我们讨论了如何潜在地使用当今超冷技术的工具来实现原子系统的两个区域（发送者和接收者）之间的QST。的保真度和典型的时间尺度的QST进行了讨论，连同可能的限制和应用所提出的结果。
2016-10-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effect of a bias field on disordered waveguides: Universal scaling of conductance and application to ultracold atoms
研究了有限偏置场作用下无序波导的传输特性。分析表明，传输的绝对分布具有普遍的形式。它依赖于一个单一的参数，系统长度表示在一个重新缩放的度量，它封装了所有的微观特征的介质和偏置场。对于各种无序场和偏置场的模型，计算结果与数值计算结果吻合得很好。对于白噪声无序和线性偏置场，我们证明了透射率随距离衰减的代数性质，而与偏置场的值无关。它与大偏置场下的波包展开相反，后者的特征是离域跃迁。这种差异是由于透射格式和展开格式的边界条件不同造成的。这些影响的可观察性在电导测量的电子或超冷原子进行了讨论，考虑到关键的功能，suchas有限范围的无序相关，非线性偏置场，和有限的温度。
2017-04-07 cond-mat.quant-gas
Quantum Zeno-based Detection and State Engineering of Ultracold Polar Molecules
我们提出并分析了一个工具箱，用于控制超冷极性分子的操纵，包括分子的检测，原子分子纠缠和耗散动力学工程。我们的设置是基于分子和原子之间的快速化学反应，导致系统中基于量子Zeno的碰撞阻塞。我们证明，可以找到一个简单的数值优化的实验参数，实现高结晶度。我们将我们的方法用于由NaK分子和Na原子组成的系统，我们讨论了剩余缺陷的后果，如有限的量子芝诺封锁强度。
2019-06-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ultracold rare-earth magnetic atoms with an electric dipole moment
我们提出了一种新的方法来产生超冷镝原子的电和磁偶极气体。在17513.33 cm $^{-1}$和电子角动量$J=10$处，以及在17514.50 cm $^{-1}$和$J=9$处，一对具有相反宇称的近简并能级可以与外部电场混合，从而在实验室坐标系中诱导出电偶极矩。对于与当今实验相关的场振幅，我们预测磁偶极矩高达13玻尔磁子，电偶极矩高达0.22德拜，这与碱金属晶体获得的值相似。当存在磁场时，我们证明了电偶极矩强烈地依赖于磁场之间的角度。场混合能级的寿命在毫秒范围内，从而允许适当的实验检测和操纵。
2018-03-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ultracold atoms out of equilibrium
孤立量子多体系统的弛豫是联系统计物理和量子物理的一个主要未解决的问题。研究这种松弛过程仍然是一个挑战，尽管相当大的努力。在实验上，它需要创建和操纵良好控制和真正隔离的量子系统。在这种情况下，超冷中性原子提供了独特的机会，了解非平衡现象，因为大量的可用方法来隔离，操纵和探测这些系统。在这里，我们给出了一个快速的实验进展，已在该领域在过去几年中，并强调了一些问题，可能会在未来的探索。
2014-08-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Mapping the Berry Curvature from Semiclassical Dynamics in Optical Lattices
我们提出了一种通用的方法，通过该方法，超冷气体的实验可以用来确定光晶格的能带的拓扑性质，如所表示的Berry曲率的地图跨越布里渊区。Berry曲率修改了半经典动力学，从而修改了经历Bloch振荡的波包的轨迹。然而，在二维中，这些轨迹可能是复杂的李萨如图，使得难以提取一般的贝里曲率的影响。我们提出了如何使用“时间反转”协议来实现这一点。这比较了波包在正、负外力作用下的速度，并允许对布里渊区的Berry曲率进行清晰的测量。我们将讨论如何实现该协议，并探讨三个特定系统的半经典动力学：不对称的六边形晶格，和两个“光通量”晶格中的陈数是非零的。最后，我们讨论了在超冷气体中观察Berry曲率效应的一般实验考虑。
2012-04-11 cond-mat.quant-gas
Spatial adiabatic passage of ultracold atoms in optical tweezers
本文在三个微光阱间实现超冷费米原子的空间绝热通道，利用反直觉脉冲序列实现外侧阱间高保真、低中间布居的原子转移。
2023-05-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Engineering topological chiral transport in a flat-band lattice of ultracold atoms
在超冷原子平带晶格中实验演示了受拓扑保护的态依赖手性输运，通过动量空间菱形链与磁通量调制实现，为量子器件设计提供了拓扑鲁棒性策略。
2024-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Superconducting Vortex Lattices for Ultracold Atoms
我们提出并分析了一个纳米工程涡旋阵列的薄膜II型超导体作为磁晶格的超冷原子。这个提议解决了原子量子模拟器发展中的几个关键问题。通过捕获靠近表面的原子，纳米纤维和几十纳米尺度上的晶格结构的工具变得可用，在能量尺度和温度要求方面具有相应的益处。这可以与磁单点寻址和操纵的可能性结合在一起，同时具有超导表面诱导退相干的有利缩放。
2013-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Nondestructive imaging of an ultracold lattice gas
我们展示了超冷玻色子的格子气的非破坏性成像。在简并拉曼边带冷却的同时诱导原子荧光。这些过程的综合影响可控制地使原子在暗态和荧光态之间循环，同时消除加热和损失。通过空间分辨的边带光谱成像序列后，我们证明了这种成像技术在各种制度的晶格深度和荧光采集率的功效。我们的工作为光晶格中原子的无损检测、控制和操纵提供了量子气体成像的重要扩展。此外，我们的技术也可以扩展到原子物种，是不太服从糖蜜为基础的晶格成像。
2014-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Complete unitary qutrit control in ultracold atoms
本文在超冷 $^{87}$Rb 原子中编码中性原子量子三态，仅用两个共振微波音调实现任意单量子三态 SU(3) 门，并通过两套门集表征 Walsh-Hadamard 傅里叶变换，验证了其作为高维量子信息处理平台的潜力。
2023-11-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Trapping, manipulating and probing ultracold atoms: a quantum technologies tutorial
本教程综述超冷原子的捕获、操控与探测关键技术，涵盖激光冷却、光镊、干涉测量及多种成像方法，旨在为初学者提供实验工具包的全面概览。
2025-10-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Detection and manipulation of nuclear spin states in fermionic strontium
费米子87 Sr的核自旋为I=9/2，比任何其他具有类似电子结构的元素都高。这种大的核自旋在量子模拟和计算中有许多应用，对于这些应用，自旋态的制备和检测是必需的。对于一个超冷87锶云，我们展示了两种互补的方法来表征自旋状态的混合物：光学Stern-Gerlach状态分离和状态选择性吸收成像。我们使用这些方法来优化各种自旋态混合物的制备通过光泵浦和测量的87 Sr自旋弛豫率的上限。
2011-08-13 cond-mat.quant-gas
Super Bloch oscillations with modulated interaction
本文研究了受简谐调制的平均场相互作用的超冷原子在振动晶格势中的超布洛赫振荡。通常，任何相互作用都会导致波包的衰减及其超布洛赫振荡。在这里，我们使用的相互作用和振动的自由布洛赫振荡作为控制参数的相位。我们发现两种类型的长寿命的情况下：（i）抑制立即扩大的波包，和（ii）动力学稳定的所有自由度。后者依赖于循环时间的相当稳健的对称性论证[Gaul等人，A84，053627（2011）]。
2013-01-21 cond-mat.quant-gas
New frontiers with quantum gases of polar molecules
超冷量子物质领域在过去几十年中蓬勃发展，这要归功于原子系统被探测和操纵的能力不断增强。研究人员现在可以精确地创建和研究与外部环境有效隔离的量子多体状态。大部分超冷物质的工作都集中在碱金属或碱土金属原子系统上，主要是因为它们很容易冷却。将这种精确的控制扩展到分子已经看到了迅速增加的兴趣和活动，因为分子具有额外的自由度，使它们可用于基础物理的测试，研究超冷化学和碰撞，以及工程定性的新型量子相和量子多体系统。在这里，我们回顾一个特别富有成效的研究方向：超冷双碱分子的创建和操纵。最近在创造极性分子量子气体方面的成功开辟了许多令人兴奋的研究机会。
2016-10-25 cond-mat.quant-gas
Wave packet dynamics and edge transport in anomalous Floquet topological phases
本研究探讨了周期性调制蜂窝晶格中反常Floquet拓扑相的波包动力学与边缘输运，发现其能比Haldane相产生更稳健的手性边缘运动，为超冷量子气体提供了多功能工具。
2023-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Pump-probe coupling of matter wave packets to remote lattice states
波包的相干操纵是物理学许多领域的重要工具。我们证明了在外简谐势阱中超冷原子准自由波包的实验实现。波包是通过调制包含玻色-爱因斯坦凝聚体的光晶格的强度而产生的。原位监测这些波包的演变，并观察它们在带隙上的反射。在与泵浦-探测光谱学的直接类比中，探测脉冲允许波包在距主要组分超过100个晶格位点的长的可控距离处共振去激发成局域晶格态。因此，这种超冷原子的相干控制机制能够实现受控的量子态制备，为量子精密测量和模拟开辟了令人兴奋的前景。
2011-07-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin controlled atom-ion inelastic collisions
中性原子间超冷碰撞的控制是一个广泛而成功的研究领域。开发的工具允许使用磁场、光场和碰撞粒子的自旋状态操纵等方法来管理超冷化学反应。超冷原子-离子碰撞中化学反应的控制是一个年轻而又不断发展的研究领域。最近，碰撞能和离子电子态被用来控制原子-离子相互作用。在这里，我们展示了自旋控制的原子-离子非弹性过程。在我们的实验中，自旋交换和电荷交换反应在超冷Rb-Sr $^+$混合物中由原子自旋状态控制。我们准备了一团处于单一超精细自旋态的原子云。原子和离子之间的自旋交换碰撞随后改变了离子的自旋。电子转移只允许（RbSr）$^+$在单重态流形中碰撞。初始化不同自旋状态的原子会影响碰撞波函数与单重态分子流形的重叠，因此也会影响反应速率。我们的实验表明，通过制备不同自旋态的原子，可以改变与理论预测一致的电荷交换率。
2017-09-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Fast and selective inter-band transfer of ultracold atoms in bichromatic lattices permitting Dirac points
北京的实验组[Yueyang Zhai，${\it et. al.}$，Phys.Rev.A ${\bf 87}$，063638（2013）]介绍了驻波脉冲序列的方法，用于有效地将超冷玻色子原子制备到1维光晶格中的特定激发带中。在这里，我们报告的理论扩展他们的工作的问题，1维双色超晶格。我们发现，改变晶格参数导致所谓的狄拉克点，一对激发带交叉。因此，本文讨论了${\it simultaneously}$的有效激发的波包附近的狄拉克点及其随后的动力学在力场的抛物陷阱。借助一个玩具模型，我们从理论上揭示了有效制备的机制，然后在数值上探索了现实情况下的最佳脉冲序列参数。我们发现了一个优化的序列的双色光晶格，激发超过99%的原子的第一和第二激发带内100 $μ$ s没有谐波陷阱。我们的主要发现是，允许狄拉克点的系统具有一个区域的参数，激发能带成为近抛物线，有利于强大的相干性和等时性。我们还提供了一个适当的数据集，为未来的实验，包括原子-原子相互作用的平均场非线性项的方式的影响。
2018-06-12 cond-mat.quant-gas
Laser Manipulation of Spin-Exchange Interaction Between Alkaline-Earth Atoms in $^1$S$_0$ and $^3$P$_2$ States
费米子碱土（类）原子的超冷气体是由磁性杂质（例如，Kondo物理学），因为分别处于电子基态（$^1$ S $_0$）和亚稳态（$^3$ P）的两个原子之间存在自旋交换相互作用（SEI）。然而，这种SEI不能通过磁Feshbach共振来调谐。在这项工作中，我们提出了三种方法来控制一个原子在$^1$ S $_0$状态和另一个原子在$^3$ P PDMA状态之间的SEI THAMP状态或$^3$ P $_2$ - $^3$ P $_0$修饰状态，这些方法基于$^3$ P $_2$态的自旋相关AC斯塔克位移，或$^3$ P $_2$ - $^3$ P $_0$拉曼耦合。结果表明，由于类碱土金属原子的结构，我们的方法所产生的热效应很弱。例如，对于超冷Yb原子，$^3$ P $_2(F=3/2)$能级的不同自旋态的AC-斯塔克位移差，或$^3$ P $_2$ - $^3$ P $_0$拉曼耦合的强度，可以是$(2π)$ MHz的量级，而加热速率（光子散射速率）仅是Hz的量级。因此，Feshbach共振，其中一个可以有效地控制通过改变激光强度的SEI，可以诱导由激光束与足够低的加热速率，即使裸露的原子间相互作用的散射长度是如此之小，与范德华相互作用的长度尺度相媲美。
2022-03-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Parametric instability of ultracold Bose gases with long-range interaction and quantum fluctuations trapped in optical lattices
该研究针对深光晶格中带长程偶极相互作用的超冷玻色混合体，结合超越平均场量子涨落修正，通过解析推导与数值模拟分析了其调制与参量不稳定性的条件及区域，为超冷量子气体调控提供了理论支撑。
2025-03-24 cond-mat.quant-gas
Interactions of benzene, naphthalene, and azulene with alkali-metal and alkaline-earth-metal atoms for ultracold studies
我们认为多原子芳烃分子浸入超冷原子气体的碰撞性能和调查分子间的相互作用的示例性苯，萘，并与碱金属（锂，钠，钾，铷，铯）和碱土金属（镁，钙，锶，钡）原子的甘菊。我们应用最先进的\textit{ab initio}技术来计算势能面（PES）。我们使用耦合团簇方法限于单，双，和非迭代三重激发再现的相关能和小核心能量一致的赝势模型的标量相对论效应在较重的金属原子。我们还报告了领先的长程各向同性和各向异性色散和感应相互作用系数。的PES的详细特征和分子间相互作用的性质进行了分析和基准使用的微扰理论适应。完整的三维PES提供了选定的系统内的原子-键两两相加表示，并可以在散射计算中使用。提出的电子结构的研究是第一步的前景评价的多原子芳香族分子的同情冷却与超冷原子。我们建议，具有显着的永久电偶极矩和在可见光范围内的光学跃迁的萘的异构体，作为一个有前途的候选人电场操纵和缓冲气体或交感神经冷却。
2019-06-26 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.atom-ph
Dynamic high-resolution optical trapping of ultracold atoms
所有的光都有结构，但直到最近才有可能构建高度可控和精确的电势，以便大多数实验室可以利用光进行特定的应用。在这一章中，我们回顾了新兴的高分辨率和可配置的超冷原子的光学捕获技术。我们专注于光学偏转器和空间光调制器在傅立叶和直接成像配置。这些光学技术使超流体动力学、单原子捕获的研究取得了重大进展，并成为新兴的原子电子学领域的基础。本章的目的是作为一个完整的指南，以实验的理解，选择，并实施最适当的光学捕获技术为特定的应用。在介绍了光阱和成像的基本理论之后，我们详细描述了上述每一种技术，为光学偏转器、数字光调制器和液晶空间光调制器的基本操作提供了指导。我们还描述了这些技术的能力，用于操纵被困的超冷原子，其中的潜力是动态修改，使实验，并在时间平均的潜力可以实现更复杂的陷阱。实施时间平均陷阱时的关键考虑事项进行了说明。
2021-03-18 cond-mat.quant-gas physics.optics
Creation and manipulation of Feshbach resonances with radio-frequency radiation
我们提出了一种简单的方法来研究磁场和射频辐射（rf）共同作用下超冷原子的碰撞。利用射频将一对碰撞原子耦合到束缚态，可以实现散射特性的共振控制。我们表明，使用的例子6锂，在某些范围内的射频频率和磁场，这可以做到不引起损失。我们还表明，晕分子的大空间范围内需要更少的射频功率比深束缚态。另一种实现共振控制的方法是使用一组射频耦合束缚态，通过产生磁可调谐费什巴赫共振的分子相互作用连接到碰撞对。最近对87Rb证明了这一点[Kaufman等人，A80：050701（R），2009]。我们研究了使这成为可能的基本原子和分子物理学。最后，我们考虑的控制，可以施加在原子碰撞的塞曼态的叠加放置原子，并建议它可能是有用的散射长度的小变化是必需的。我们建议其他物种的射频和磁场控制可以一起提供一个有用的调谐机制。
2010-04-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Phase-locking matter-wave interferometer of vortex states
本文首次实验实现了涡旋物质波干涉仪，通过将光学角动量相干转移到超冷玻色凝聚物中，发现两自旋态间的相位差被锁定在 $π$，为量子传感和原子关联测量开辟了新途径。
2022-02-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Realizing multiband states with ultracold dipolar quantum simulators
该研究通过连续介质与晶格多体波函数重叠分析，刻画超冷偶极分子二维量子模拟器中的多带占据条件，并为实现区别于最低带模型的新型基态提供参数蓝图。
2025-01-08 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.comp-ph
Experimental Measurement of the Berry Curvature from Anomalous Transport
能带的几何性质是许多系统中令人着迷的现象的基础，包括固态材料、超冷气体和光子学。最著名的是，像贝里曲率这样的局部几何特征可以与全局拓扑不变量相关，例如那些将量子霍尔态或拓扑绝缘体分类的拓扑不变量。然而，不管能带拓扑如何，任何非零的贝里曲率都可能产生重要的后果，例如在波包的半经典演化中。在这里，我们首次通过实验证明了波包动力学可以用来直接绘制Berry曲率。为此，我们使用光脉冲在两个耦合的光纤环研究离散的时间演化的波包在一维几何“电荷”泵，其中的Berry曲率导致的异常位移的波包下泵浦。这既是第一次直接观察到光学系统中的贝里曲率效应，更一般地说，证明了半经典动力学可以作为绘制几何特性的高分辨率工具。
2017-12-19 cond-mat.quant-gas physics.optics
Microscopic derivation of multi-channel Hubbard models for ultracold nonreactive molecules in an optical lattice
最近在冷却和操纵双碱二聚体分子方面的实验进展使得能够产生不具有化学反应性的超冷分子气体。在文献中已经假定，在没有电场的情况下，这种非反应性分子（NRM）的低能散射将类似于原子，其中单个$s$波散射长度控制碰撞物理。然而，在参考文献[1]中，有人认为NRM的短程碰撞物理比原子复杂得多，这导致了多通道哈伯德模型的多体描述。在这项工作中，我们表明，这种多通道的哈伯德模型描述的NRM在光晶格是强大的近似。[1]估计其参数。我们这样做是通过一个确切的，虽然正式的，推导出两个NRM的多通道共振模型从从头开始描述的分子在其组成原子。我们讨论了这个两体多通道共振模型在谐波陷阱存在下的正则化，以及它的解如何构成文献[1]中多体模型的基础。我们还将有效晶格模型的推导推广到包括多个内部状态（例如，旋转或超精细）。最后，我们展望了未来的研究。
2016-12-21 cond-mat.quant-gas
An approach to quantum gas microscopy of polar molecules
超冷极性分子是研究具有长程偶极相互作用的多体物理的理想平台。这一领域的实验已经取得了巨大的进展，有几个研究小组正在研制先进的仪器，用电场操纵分子，并进行单原子分辨的原位检测。这种探测已经普遍应用于光晶格和镊子阵列中的原子，但还没有在超冷极性分子中得到证实。在这里，我们提出了一个建议，实现量子气体显微镜极性分子，并具体讨论了自旋分辨分子检测技术。我们使用数值模拟的自旋动力学的晶格限制的极性分子，以显示如何这样的计划将是实用的自旋扩散实验。
2017-12-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Kinked linear response from non-Hermitian cold-atom pumping
该研究揭示非厄米泵浦在超冷原子波包轨迹中引发扭结线性响应，源于非局域性导致的能带奇点，并提出二维光晶格实验方案，无需精细调节即可观测，拓展了非厄米动力学研究。
2024-05-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Correlations of strongly interacting ultracold dipolar bosons in optical lattices
光晶格中强相互作用的偶极玻色子具有丰富的物理意义。随着长程玻色子-玻色子相互作用强度的增加，系统会过渡到不同的阶段：从超流体，通过莫特绝缘体到唐克斯气体，最终达到晶体状态。这些相位及其跃迁的特征可以通过实验检测的序参量明确地识别，最近在arXiv：1708.07409中描述。本文计算了一维光晶格中偶极玻色子的动量分布和归一化的Glauber关联函数，以表征它们的所有相位。为了理解整个相变的相关性的行为，我们首先调查的本征函数和本征值的单体约化密度矩阵的偶极相互作用强度的函数。然后，我们分析了实空间和动量空间的Glauber关联函数，从而获得了空间和动量分辨洞察这些量子相位的相干性。我们发现了一个有趣的结构的非本地相关性，独立于其他系统参数，揭示了系统的相变。特别是，同步动量离域的空间本地化伴随着密度相关岛屿的形成。此外，我们的研究表明，通过操纵晶格的深度，可以精确控制位点间的相关性，而位点内的相关性仅受改变偶极相互作用强度的影响。
2018-06-15 cond-mat.quant-gas
Accuracy of quantum simulators with ultracold dipolar molecules: a quantitative comparison between continuum and lattice descriptions
本研究定量比较了光学晶格中一维偶极玻色气体的连续描述与单带Bose-Hubbard晶格模型，发现在强DDI和高密度下连续系统无法重现晶格模型，需引入双带Hubbard模型减少偏差，为偶极量子模拟器校准提供指导。
2022-12-09 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
