Interaction and filling-induced quantum anomalous Hall effect in ultra-cold neutral Bose-Fermi mixture on hexagonal lattice
研究了超冷中性玻色子和费米子在六角光晶格中的量子反常霍尔效应。在强相互作用极限下，一个费米子与玻色子或玻色子空穴的混合体形成复合费米子。这样的复合费米子已经在实验中成功产生[Nat. Phys.{ \bf 7}，642（2011）]。我们预测，这种复合费米子可以通过调节原子-原子相互作用或玻色子在混合物中的填充来实现量子反常霍尔效应。我们还讨论了六角光晶格上玻色-费米混合体中量子反常霍尔效应的相应实验特征。
2013-03-09 cond-mat.quant-gas
Spin Hall Effect in a Spinor Dipolar Bose-Einstein Condensate
从理论上证明了在中性原子通过磁偶极-偶极相互作用（MDDI）相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中产生自旋霍尔效应.由于MDDI耦合了两个碰撞原子的总自旋角动量和相对轨道角动量，因此它是一种自旋-轨道耦合。因此，当我们在磁子能级$m=0$中制备BEC时，处于$m=1$和$-1$态的热激发和量子力学激发的原子感觉到相反方向的类洛伦兹焦点。这就是自旋霍尔效应产生的根源。我们定义的质量电流和自旋电流算子的连续性方程和计算的自旋霍尔电导率从非对角电流电流关联函数内的Bogoliubov近似。我们发现，由于MDDI的电流算符的校正显着贡献的自旋霍尔电导率。并对可能的实验情况进行了讨论。
2016-03-10 cond-mat.quant-gas
Bose-Einstein Condensate on a Synthetic Topological Hall Cylinder
在具有非平凡几何的物理空间中，物质粒子与规范场之间的相互作用可以产生新的拓扑量子物质。然而，详细的微观机制往往是模糊的，非常规的空间通常是具有挑战性的固体建设。高度可控的原子系统可以量子模拟这样的物理，即使是那些在其他平台上无法实现的物理。在这里，我们实现了一个玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的合成圆柱表面受到净径向合成磁通量。我们观察到一个受保护的拓扑能带结构出现在这个霍尔圆柱，但消失在平面对应。在能带结构中观察到的BEC输运是布洛赫振荡，类似于在动量空间中的莫比乌斯带上运动，揭示了由非对称对称性保护的拓扑带交叉。我们表明，打破这种对称性诱导拓扑转变表现为带交叉处的间隙开放，并进一步操纵的能带结构和BEC的运输通过控制轴向合成磁通量。我们的工作为使用原子量子模拟器探索非常规空间中固有的有趣拓扑现象打开了大门。
2022-02-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Adiabatic preparation of a fractional quantum Hall fluid by coherently pumping atoms from a Bose-Einstein condensate
Pitaevskii BEC Center, INO-CNR and Dipartimento di Fisica, Università di Trento（皮塔耶夫斯基玻色-爱因斯坦凝聚中心，意大利国家研究委员会物质研究所和特伦托大学物理系）；Department of Physics, TU Dortmund University（多特蒙德大学物理系）；Technische Universität Berlin, Institut für Physik und Astronomie（柏林工业大学物理与天文学研究所）
提出一种利用时间依赖相干耦合将原子从大稀薄玻色-爱因斯坦凝聚体泵浦到强相互作用态，从而绝热制备多粒子分数量子霍尔流体的方案，通过避免拓扑相变保持绝热间隙，数值评估显示可超越当前实验粒子数。
2026-06-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spontaneous quantum Hall effect in an atomic spinor Bose-Fermi mixture
我们研究了自旋- $1$玻色子和自旋- $1/2$费米子冷原子的混合物，例如，$^{87}$ Rb和$^{6}$ Li，限制在三角形光晶格中。当费米子处于$3/4$填充状态时，费米面嵌套导致玻色子在基态自发形成各种自旋织构，如共线、共面甚至非共面自旋序。相图绘制出不同的玻色子隧穿和玻色-费米相互作用。最重要的是，在一个非共面状态的混合物被发现表现出自发的量子霍尔效应的费米子和玻色子的晶体超流性，都由相互作用驱动。
2015-03-06 cond-mat.quant-gas
Bosonic quantum Hall droplets in rapidly rotating two-dimensional Bose-Einstein condensates
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））
研究快速旋转二维BEC中量子霍尔滴状体的形成与稳定性，通过相工程化初始凝聚体实现滴状体阵列的动态生成。
2026-01-06 cond-mat.quant-gas
Intrinsic anomalous Hall effect across the magnetic phase transition of a spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate
该研究理论分析二维自旋轨道耦合玻色气体在磁相变中的内禀反常霍尔效应，发现不同相因对称性差异而具有不同的直流霍尔电导率，并探讨了其与手性和贝里曲率的关系及探测方法。
2022-11-28 cond-mat.quant-gas
Interaction Induced Hall Response in a Spin-Orbit Coupled Bose-Einstein Condensate
在这封信中，我们考虑的自旋轨道耦合玻色凝聚体的动力学行为在最近的实验实现。我们发现，存在一个相互作用引起的交流霍尔响应，这是不存在的非相互作用系统。这种凝聚物有两个不同的平衡相，称为平面波相和条纹相。在平面波阶段，我们表明，作为自旋速度锁定和自旋相关相互作用的协同效应，交流纵向电流将在横向方向上感应出交流径向电流，反之亦然。在条纹阶段，我们表明，占主导地位的纵向响应横向径向电流的密度条纹的滑动，因为它是低的激发模式起源于自发的空间平移对称性破缺在这个阶段。
2012-04-23 cond-mat.quant-gas
Observation of a Geometric Hall Effect in a Spinor Bose-Einstein Condensate with a Skyrmion Spin Texture
对于在空间变化的磁场中移动的自旋携带粒子，由于与粒子的绝热自旋旋转相关联的几何相位，可以产生有效电磁力。本文报道了在具有Skyrmion自旋织构的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中观察到的几何霍尔效应。在自旋织构的平移振荡下，凝聚体在谐振阱中共振地产生圆周运动，证明了有效的洛伦兹力的存在。当冷凝物循环时，在冷凝物的边界区域形成量子化涡旋，涡旋数增加到100以上，但没有明显的加热。我们将涡旋形核归因于非均匀有效磁场对有效洛伦兹力的剪切作用。
2013-12-11 cond-mat.quant-gas
Realization of a Synthetic Hall Torus with a Topological Charge Pump in a Spinor Bose-Einstein Condensate
Institute of Atomic and Molecular Sciences, Academia Sinica（中央研究院原子与分子科学研究所）；Department of Physics, University of Mumbai（孟买大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, Purdue University（普渡大学物理与天文学系）；Department of Physics, National Tsing Hua University（国立清华大学物理系）
利用极化玻色-爱因斯坦凝聚体在环形陷阱中实现合成霍尔环，通过控制相位实现密度调制，研究量子霍尔物理和拓扑现象。
2026-10-26 cond-mat.quant-gas
Quantum Hall effect with small numbers of vortices in Bose-Einstein condensates
当涡旋在玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中发生位移时，马格努斯力使系统产生一个与位移方向垂直的动量。我们发现，玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在长通道的涡流表现出量子化的电流响应的空间涡旋分布。量子化源于涡旋周围相位的拓扑性质--它是$ 2 π$的整数倍。以与整数量子霍尔效应类似的方式，沿着通道的电流与该拓扑相位相关，并且可以从两个实验可测量的量中提取：BEC的总动量和空间分布。量子化的单位是$ m/2h $，其中$ m $是原子的质量，$ h $是普朗克常数。推导出一般情况下长通道中BEC的精确涡动量-位移关系。我们的研究结果提出了一种可能性，这里描述的配置可以被用来作为一种新的方式来测量原子的质量在BEC使用的拓扑不变量的系统。如果一个准确的测定平台是实验上可能的，这给出了拓扑量子质量标准和精细结构常数的精确测定的可能性。
2015-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Fractional quantum Hall effect of Bose-Fermi mixtures
多组元量子霍尔效应在组元间和组元内关联的相互作用下，使我们产生了新的涌现拓扑序。在这里，我们报告的分数量子霍尔效应的强关联玻色费米混合物的分类的$\mathbf{K}=\begin{pmatrix} m & 1\\ 1 & n\\ \end{pmatrix}$矩阵（偶$m$玻色子和奇$n$费米子），使用拓扑平带模型的理论发现。利用最先进的精确对角化和密度矩阵重整化群方法，我们建立了基于三个内在方面的拓扑表征：（i）等价于$\mathbf{K}$矩阵的行列式的拓扑$(mn-1)$ -折叠基态简并度，（ii）等价于$\mathbf{K}$矩阵的逆的分数量化拓扑Chern数矩阵，和（iii）具有与共形场论描述一致的能级计数$1,2,5,10$的两个平行传播手征边缘分支。
2021-05-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum Hall phase diagram of two-component Bose gases: Intercomponent entanglement and pseudopotentials
本文在总填充因子和组元间耦合$g_{\uparrow\downarrow}$与组元内耦合$g>0$之比的空间中，研究了高合成磁场中二维二组元（或赝自旋1/2）玻色气体的基态相图.使用精确对角化，我们发现，当组件间的耦合是吸引的（$g_{\uparrow\downarrow}<0$），一对几乎不相关的量子霍尔态的产品状态是非常强大的，即使当$|g_{\uparrow\downarrow}|$接近$g$持续。这与组分间排斥的情况形成对比，在这种情况下，$g_{\uparrow\downarrow}\approx g$出现了具有高组分间纠缠的各种自旋单重量子霍尔态。我们用球上的赝势解释了这种对$g_{\uparrow\downarrow}$符号的显著依赖性，并解释了最近在相互反平行磁场中发现的对$g_{\uparrow\downarrow}$符号的定性相反依赖性的双组分玻色气体的数值结果，从而揭示了在最小设置下多组分量子霍尔系统和量子自旋霍尔系统之间的有趣联系.
2017-11-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum Hall correlations in tilted extended Bose-Hubbard chains
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）
研究在倾斜扩展玻色-海森堡链中通过淬灭动能实现玻色子分数量子霍尔态，并揭示其相关性。
2026-01-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum Hall Phases of Cold Bose Gases
在强磁场中，相互作用玻色子的冷原子气体在快速旋转和非谐陷阱中，理论上可以表现出类似于电子的分数量子霍尔效应。在这种情况下，由于旋转产生的科里奥利力模拟了带电粒子上的洛伦兹力，但人工规范场也可以通过将原子的内部结构耦合到光场来获得。本章讨论了数学方面的过渡到不同的强相关阶段时出现的模型哈密顿量的参数是不同的。
2022-09-28 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Integer Quantum Hall State in Two-Component Bose Gases in a Synthetic Magnetic Field
本文研究了强合成磁场中的双组分（或赝自旋1/2）玻色气体。利用精确对角化方法，我们证明了当组元内和组元间相互作用强度相当时，在总填充因子ν=1+1时，出现了一个没有内禀拓扑序的整数量子Hall态的玻色模拟.这提供了在量子气体的受控设置中受保护的拓扑相的一个主要例子。该态的实空间纠缠谱是由反向传播的手征模组成的，这与从有效的Chern-Simons理论得到的边缘理论是一致的。
2013-08-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Vortex and fractional quantum Hall phases in a rotating anisotropic Bose gas
针对超冷原子系统实现分数量子霍尔态的目标，本文通过投影哈密顿量到最低朗道能级推导双参数模型，结合精确对角化等方法得到含对称破缺相和拓扑有序态的相图，为各向异性量子流体研究提供统一框架。
2025-08-20 cond-mat.quant-gas
Quantum Hall States in Rapidly Rotating Two-Component Bose Gases
本文研究了在环面几何上通过精确对角化得到的快速旋转下双组分（或赝自旋1/2）玻色气体的强关联相。在赝自旋无关的接触相互作用中，当填充因子v =k/3+k/3（每个组分填充k/3）时，发现了带隙自旋单重态的形成.我们提出的数值证据表明，与k=2的带隙状态被很好地描述为一个非阿贝尔自旋单态（NASS）的状态，其中激发功能非阿贝尔统计。此外，通过改变组分间相互作用与组分内相互作用的比值，我们发现了从复合费米子态的乘积到NASS态的相变。
2012-09-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Fractional quantum Hall states of a Bose gas with spin-orbit coupling
研究了赝自旋1/2玻色气体在人工规范场中的分数量子霍尔相位。除了外部磁场外，规范场还模拟了Rashba型的内禀自旋轨道耦合。自旋轨道耦合提高了朗道能级的自旋简并度，但当两个朗道能级在一定耦合强度下相交时，又产生了新的简并度。因此，我们考虑到两个朗道水平，并执行精确对角化的多体哈密顿量。我们研究和表征了发生在简并点附近的量子霍尔相位。值得注意的是，我们描述了在劳克林填充，ν=1/2时出现的不同状态。虽然对于这种填充，不可压缩相在简并点处消失，但发现在ν=3/2和ν=2处的较致密系统明显有间隙。在填充因子ν=2/3和ν=4/3的情况下，我们讨论了精确基态与作为k+1体接触相互作用的基态得到的非阿贝尔自旋单重态之间的联系.
2013-01-24 cond-mat.quant-gas
Quantum Hall phases and plasma analogy in rotating trapped Bose gases
分数量子霍尔效应的玻色子模拟发生在快速旋转的囚禁玻色气体中：从非关联的哈特里态到强关联态，如劳克林波函数。这种物理可以用具有δ相互作用的有效哈密顿量来描述，该有效哈密顿量作用于解析函数的玻色子N体Bargmann空间。在以前的论文[N。Rougerie，S. Serfaty，J. Yngvason，Phys.Rev.A87，023618（2013）]我们研究了二次加四次捕获势的情况，并导出了关于模型参数的条件，以使其基态渐近强相关。这基本上依赖于使用量子霍尔试验态的能量上限，除了在原点钉扎的多重量子化涡旋之外，还结合了玻色-劳克林态的相关性。在本文中，我们更详细地研究了这些试探态的密度，从而进一步证实了[N。Rougerie，S. Serfaty，J. Yngvason，Phys.Rev.A87，023618（2013）]，改进了我们的能量估计并允许考虑更一般的捕获潜力。我们的分析是基于量子霍尔试验状态的吉布斯措施的经典二维库仑气体（等离子体类比）的密度的解释。对这类系统的平均场极限给出了新的估计.
2013-09-23 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Spin-orbit coupled Bose-Einstein condensate in a tilted optical lattice
在弱倾斜周期势场中，粒子出现布洛赫振荡。内禀自旋霍尔效应是自旋-轨道耦合的结果。我们证明，这两种现象可以同时实现在气体中的弱相互作用的超冷原子暴露于倾斜的光晶格和一组空间相关的光场诱导一个有效的自旋轨道耦合。结果表明，自旋霍尔效应和布洛赫振荡效应可能同时存在，但两者之间存在很强的相关性。这些关联表现为与布洛赫振荡同相振荡的横向自旋流。
2011-01-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Strongly Interacting Bose Gases near a $d$-wave Shape Resonance
在强相互作用系统中发现了许多非常规的量子现象，如分数量子霍尔效应和$d$波高温超导体。理解具有强相互作用的量子多体系统及其非常规相是当今物理学中最具挑战性的问题之一。冷原子系统具有通过将系统带到散射共振附近来产生强相互作用的自然方式。虽然这已经是冷原子物理学的一个焦点话题超过十年，这些研究到目前为止大多局限于$s$波共振。本文报道了在简并${}^{41}$ K气体中观测到的宽$d$波型共振.我们进一步测量了分裂成三个分支的分子结合能作为$d$波分子的标志，并发现这种多体系统的寿命是合理的长在强相互作用制度。通过分析通过该共振斜坡激发的呼吸模式，它表明产生了相当稳定的低温原子和分子混合物。把所有的证据放在一起，我们的系统提供了很大的希望，达到一个$d$波分子超流体。
2017-11-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Global phase diagram of two-component Bose gases in antiparallel magnetic fields
在总填充因子和组元间耦合$g_{\uparrow\downarrow}$与组元内耦合之比g>0的空间中，研究了相互反平行的合成磁场中二维二组元（或赝自旋1/2）玻色气体的基态相图。这种时间反演不变的设置代表了自旋霍尔系统的玻色子模拟。利用精确对角化，我们发现由一对几乎独立的量子霍尔态组成的（分数）量子自旋霍尔态是非常鲁棒的，并且对于$g_{\uparrow\downarrow}$直到g都是持续的.对于$g_{\uparrow\downarrow}=-g$，我们找到了多体基态的精确态，在这个多体基态中，不同自旋态的粒子形成对。这给出了系统崩溃的确切临界线。
2014-08-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Bose polarons near quantum criticality
准粒子在强相互作用物质中的出现是现代物理学的基石之一。然而，当物质的不同相在量子临界点附近竞争时，准粒子的存在就受到了质疑。在这里，我们通过将原子杂质浸入具有近共振相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中来产生接近量子临界的玻色极化子。使用局部分辨射频光谱，我们探测的能量，光谱宽度，和作为温度的函数的杂质的短程相关性。远低于超流体的临界温度，杂质就形成了定义明确的准粒子。然而，他们的逆寿命，由他们的光谱宽度，观察到随着温度线性增加的普朗克尺度$\frac{k_B T}{\hbar}$，量子临界行为的标志。接近BEC临界温度时，谱宽超过杂质的结合能，表明准粒子图像的破裂。
2019-09-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Control of the Bose-Einstein Condensation of Magnons by the Spin-Hall Effect
本文证明利用自旋霍尔效应注入或湮灭磁振子可调控快速冷却诱导的磁振子玻色-爱因斯坦凝聚，阈值随电流极性变化-8%和+6%，为自旋电子器件中宏观量子态控制提供新方法。
2021-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.app-ph
Quantum Information Approach to Rotating Bose-Einstein Condensate
利用量子信息理论研究了旋转陷阱中二维弱相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体。得到了第一涡旋形成时系统发生量子相变的基态保真度磁化率和关联长度的临界指数。我们还发现单粒子纠缠可以作为某些实基态角动量的一个指标。研究了分数量子霍尔态如劳克林态和普费伦态的单粒子纠缠。
2009-12-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Collective excitation of bosonic quantum Hall state
本文综述快速旋转玻色原子理论进展，说明其可类比分数量子霍尔效应，讨论相关集体激发模式并介绍含长程作用的现实相互作用模型及相关量子霍尔态的集体模式。
2023-12-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Fusing Quantum Hall States in Cold Atoms
在快速旋转玻色气体中实现量子霍尔态是冷原子研究中长期追求的目标。这项工作是非常具有挑战性的，因为玻色统计对抗量子霍尔相关。相比之下，费米统计数据并没有引起这样的冲突。我们证明了自旋为1/2的费米气体的整数量子霍尔态以与费米子超流体的“投影”实验相似的“投影”速率从BCS侧到BEC侧扫过费什巴赫共振，可以“融合”成玻色子量子霍尔态.投影扫描意味着配对关联足够快，使得配对的质心在该过程中保持不变。我们证明了整数费米子态与填充因子$ν_{\uparrow}=ν_{\downarrow}=n$的融合将导致$n=1$和2的玻色Laughlin态和Pfcentian态。这是由于费米子整数量子霍尔态的一个隐藏属性-对于任何相反自旋成对的分组，它们的质心自动呈现玻色子量子霍尔结构。
2016-07-30 cond-mat.quant-gas
Intrinsic Anomalous Hall Effect in a Bosonic Chiral Superfluid
反常霍尔效应对许多电子拓扑材料的理解产生了深远的影响，但在玻色子中的研究却少得多。我们预言在最近实现的玻色手征超流体--二维六方氮化硼光晶格中的$p$带玻色-爱因斯坦凝聚体中存在本征反常霍尔效应[X. Wang等人，https://www.nature.com/articles/s41586-021-03702-0 Nature（London）596，227（2021）]。我们评估的频率依赖性霍尔电导率内的多轨道玻色-哈伯德模型，准确地捕捉到真正的实验系统。我们发现，在高频率的限制，霍尔电导率是由有限的回路电流的相关性上的$s$轨道驻留的亚晶格，后者的系统的手征性的定义功能。在相反的限制，直流霍尔电导率可以追溯到其起源的非相互作用带的Berry曲率在凝聚动量，虽然从原子相互作用的贡献可能是显着的。我们讨论了现有的实验探针，观察这种内在的异常霍尔效应在零和有限的频率。
2022-10-28 cond-mat.quant-gas
Quantum master equation with balanced gain and loss
我们提出了一个描述玻色-爱因斯坦凝聚体的量子主方程，该凝聚体在一个格点上有粒子损失，在另一个格点上有粒子增益，其平均场极限为非厄米PT对称的Gross-Pitaevskii方程.结果表明，PT对称系统的特征性质，如定态的存在性和两个格点之间脉冲的相移，在多粒子系统中同样存在。可视化布洛赫球上的动力学使我们能够比较主方程与Gross-Pitaevskii方程的完整动力学。我们发现，即使是相对较少的粒子的动力学是在良好的协议和平衡增益和损失的主方程确实是一个适当的PT对称的玻色-爱因斯坦凝聚体的多粒子描述。
2014-11-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bosonic Analogs of Fractional Quantum Hall State in the Vicinity of Mott States
本文从分数量子霍尔态在莫特绝缘体附近的玻色类似物的角度研究了具有最近邻排斥的玻色-哈伯德模型。首先，通过古茨维勒近似，我们获得了BHM在磁场中的相图。然后，我们引入了一个描述MI上多余粒子的有效哈密顿量，并计算了涡旋密度、动量分布和能隙。这些计算表明，小NN排斥的旋涡固体的形式，但均匀的无特征的“玻色金属”取代它作为NN排斥的增加。我们考虑特定的填充因子，在该玻色子的OOH状态预计将形成。介绍了用于描述过剩粒子的Chern-Simons（CS）规范理论，并引入了一种修正的Gutzwiller波函数，它描述了带有附加通量量子的玻色子。利用该波函数计算了玻色-玻色H态中多余粒子的能量，并与涡旋固体和玻色金属的能量进行了比较。我们发现玻色-α-H态的能量低于玻色-金属态的能量，与涡旋固体的能量相当。最后，我们利用我们以前提出的研究电子的量子阱效应的晶格CS理论，阐明了复合费米子出现的条件。
2016-12-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Non-equilibrium Fractional Quantum Hall state of light
我们研究了包含少量强相互作用光子的系统的量子动力学。具体来说，我们开发了一种有效的方法来调查这样的系统时，他们是外部驱动的相干场。此外，我们展示了如何通过关联函数来量化光的多体量子态。最后，我们将这种方法应用于两种强相互作用情形：玻色-哈伯德模型和分数量子霍尔模型，并讨论了这些思想在原子-光子系统中的实现。
2013-06-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Rotating Few-body Atomic Systems in the Fractional Quantum Hall Regime
拓扑有序物质是一种新的量子态，仅在少数物理系统中观察到，特别是表现出分数量子霍尔效应的二维电子系统。最近有人提出，在旋转超冷原子的相互作用系统中可能会产生一种简单形式的拓扑物质。我们描述了小，相互作用的玻色子原子的旋转集群的系综测量，表明它们可以被诱导到量子基态密切类似于电子系统的拓扑状态。我们报告的测量粒子间的相关性和玻色气体的动量分布在分数量子霍尔极限，进行比较，一个完整的数值模拟。描述了产生和测量这些深度纠缠的量子态特性所必需的新型实验装置。
2010-07-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Rotating Bose gas dynamically entering the lowest Landau level
最近的实验的动机，我们在一个旋转的各向异性的陷阱，其中的运动方程是类似于带电粒子在磁场的凝聚玻色气体的动力学模型。当旋转速率从零上升到捕获频率时，冷凝物沿着一个方向伸展，沿着另一个方向被挤压，变得又长又薄。当陷阱各向异性在特定的时间尺度上缓慢关闭时，冷凝物留在最低的朗道能级。我们使用时间相关的变分方法来量化这些动态，并给出直观的参数的凝聚波函数的结构。这种最低朗道能级凝聚体的制备可以是实现量子霍尔态的玻色子类似物的重要的第一步。
2022-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Realization of a Townes soliton in a two-component planar Bose gas
大多数孤立子的实验观测仅限于一维（1D）情况，在那里它们是自然稳定的。例如，在一维冷玻色气体中，对于任何吸引相互作用强度$g$和粒子数$N$，它们都存在。相反，在二维空间中，孤子只出现在$gN$的离散值上，所谓的汤斯孤子就是最著名的例子。在这里，我们使用一个双组分玻色气体来确定性地制备这样的孤子：从一个给定内部状态的均匀原子浴开始，我们使用到另一个状态的光学转移来压印孤子波函数。我们探讨各种相互作用的强度，原子数和大小，并确认存在的孤子行为的特定值的$gN$和任意大小，标度不变性的标志。
2021-03-02 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Self-bound vortex lattice in a rapidly rotating quantum droplet
本研究针对量子霍尔极限下快速旋转玻色气体涡旋晶格易熔化的问题，发现二维玻色-玻色液滴中存在稳定的自束缚三角涡旋晶格，揭示其随参数的相变规律及普适密度比关系，为相关实验提供了方向。
2023-12-12 cond-mat.quant-gas
Anomalous Hall conductivity from the dipole mode of spin-orbit-coupled cold-atom systems
受最近实验的启发[Lin { \it et al.}，Nature { \bf 417}，83（2011）]在玻色原子的超冷混合物中设计了自旋轨道耦合，我们研究了被捕获的自旋轨道耦合的非凝聚玻色和费米气体的偶极振荡。我们发现，不同方向的振荡耦合的自旋轨道相互作用。在正交方向上的振荡运动和模式的捕获频率之间的相位差示出的异常霍尔电导率有关。我们的结果可用于实验确定冷原子系统的反常霍尔电导率。
2011-07-04 cond-mat.quant-gas
Sign reversal of the boson-boson interaction potential in planar Bose-Fermi mixtures under a synthetic magnetic field
我们研究相互耦合，强相互作用玻色子和非相互作用费米子，在该制度的延迟效应是物理学的一个重要组成部分的质量不等的物种。一团中性原子由于矢量势的作用而产生了一个合成的磁场，矢量势使原子团产生了相移。与静态情况相比，磁场引起玻色子之间有效相互作用的大小和符号从排斥到吸引的振荡。我们表明，气体玻色-费米混合物的动力学达到量子霍尔制度时，变得非常不平凡。
2011-01-19 cond-mat.quant-gas
Bosonic Pfaffian State in the Hofstadter-Bose-Hubbard Model
物质的拓扑态，如分数量子霍尔态，由于其奇异的激发而成为一个活跃的研究领域。特别是，光晶格中的超冷原子为研究这种新型量子物质提供了一个高度可控和适应性强的平台。然而，在这些系统中找到一条实现非阿贝尔量子霍尔态的明确途径仍然具有挑战性。在这里，我们使用密度矩阵重整化群（DMRG）的方法来研究填充因子$ν= 1$的Hofstadter-Bose-哈伯德模型，并发现强有力的迹象表明，在$α=1/6$磁通量量子每格元的基态是一个晶格模拟的连续非阿贝尔Pfizer。我们研究了基态的现场相关性，这表明它在$ν= 1$的配对性质，并发现一个不可压缩的状态，其特征在于在散装的电荷间隙。我们认为，薄圆柱体上的电荷密度波的出现和两个和三个粒子的关联函数在短距离的行为提供了证据的状态密切相关的连续Pfweian。在这封信中讨论的签名是在当前的冷原子实验中访问，我们表明，Pfavan-like状态是很容易实现的少体系统使用绝热制备方案。
2021-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Emergent Weyl Nodes and Berry Curvature in Bose Polarons via $p$-Wave Feshbach Coupling
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Nishina Center（理化学研究所西村中心）；Quark Nuclear Science Institute, The University of Tokyo（东京大学夸克核科学研究所）；Kochi University（高知大学）；The Open University of Japan（日本开放大学）
研究通过p波费什巴赫耦合揭示玻色极子中涌现的韦尔节点及其带来的非零伯瑞曲率，以及电荷杂质伴随的旋磁异常现象。
2026-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Collective excitation spectra of dipolar bosonic fractional quantum Hall states
本文数值研究了旋转超冷偶极玻色气体在自旋守恒和自旋反转构型下的集体激发谱，计算了ν=1/2、1/4、1/6三个分数的低能激发，发现能隙随填充分数增大而增大，且仅在自旋守恒构型中出现双旋子结构，并通过谱权重分析为未来拉曼散射实验探测提供了参考。
2025-06-05 cond-mat.quant-gas
Rotating anisotropic Bose gas with large number of vortices
本文理论研究了旋转各向异性玻色气体中的涡旋晶格，通过最低朗道能级投影和Gross-Pitaevskii方程的数值求解，揭示了涡旋数量随各向异性、旋转速度和相互作用强度的变化规律，并发现其遵循修正的托马斯-费米标度。
2025-03-27 cond-mat.quant-gas
Angular Momentum of a Bose-Einstein Condensate in a Synthetic Rotational Field
通过对具有相等Rashba和Dresselhaus耦合的自旋-轨道耦合哈密顿量施加位置相关失谐，我们利用了谐波囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚原子气体的角动量行为，并讨论了其正则分量和自旋分量的独特作用。通过发展旋量流体动力学的形式主义，我们预测的合成旋转场引起的偶极振荡的进动，在类似的福柯摆的进动，激发的剪刀模式，突然关闭的失谐，和霍尔效应的发生。当失谐量超过一个临界值时，我们观察到从一个无涡旋的、刚性旋转的量子气体到一个含有负环流涡旋的气体的过渡，这导致了总角动量的显着减少。
2018-05-03 cond-mat.quant-gas
Emergence of Classical Rotation in Superfluid Bose-Einstein Condensates
相变可以改变介观尺度上的量子行为，并提供新的和不寻常的量子动力学。在这里，我们调查的超流性质的旋转的两个组件的玻色-爱因斯坦凝聚体的相互作用能的变化的函数，特别是通过相变从可压缩到不可压缩。我们表明，打破超流的标志之一，即流通的量子化条件，是连续的整个方位角相分离过程，并显示有趣的密度动力学。我们发现，所产生的电流是稳定的很长一段时间，并拥有一个相边界，表现出经典的固体旋转，尽管超流的量子性质。为了支持这种经典和量子行为的共存，该系统开发了一个独特的速度流剖面，其中包括不寻常的径向流动的相边界附近的区域。
2015-09-07 cond-mat.quant-gas
Bosonic Fractional Quantum Hall States in Rotating Optical Lattices: Projective Symmetry Group Analysis
研究二维旋转正方形光晶格中玻色子的不可压缩基态。在由于晶格转动而产生的有效均匀磁场中，该系统可用玻色-哈伯德模型描述。为了研究该系统的基态，我们将其映射到一个阻挫自旋模型，然后用Schwinger玻色子平均场论和投影对称群分析。使用对称性分析，我们确定玻色子分数量子霍尔态，预测玻色子原子在旋转光晶格，与可能的稳定的带隙自旋液体状态内的Schwinger玻色子形式主义。特别地，我们发现先前发现的分数量子霍尔态是由晶格势诱导的，并且在连续谱中没有对应的量子霍尔态[G。Möller，and N. R. Cooper，Phys. Rev. Lett. \textbf{103}，105303（2009）]，对应于受抑自旋模型的“$π$通量”自旋液态。
2012-07-11 cond-mat.quant-gas
Observation of Bose-Einstein Condensation in a Strong Synthetic Magnetic Field
贝瑞相的扩展和量子霍尔效应导致了具有拓扑性质的新物质态的发现。传统上，这已经通过使用由仅耦合到带电粒子的磁场或自旋轨道相互作用产生的规范场来实现。对于中性超冷原子，已经产生了足够强的合成磁场来实现Harper-Hofstadter模型。尽管有许多建议和重大的实验努力，到目前为止，还没有可能准备的基态的这个系统。本文报道了在每个晶格单胞中有1/2通量量子的Harper-Hofstadter哈密顿量下的玻色-爱因斯坦凝聚。超流态的衍射图样直接显示了动量在波函数上的分布，而动量分布是规范相关的。它揭示了矢量势的约化对称性和基态的双重简并性。我们探索了一种通过Mott绝缘相的绝热多体态制备方案，并在具有强相互作用的三维晶格中观察到了超流基态。
2015-03-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Chiral topological states in Bose-Fermi mixtures
拓扑态最初是在固态系统中发现的，并在物理学的许多领域引起了广泛的兴趣。冷原子的进展为研究拓扑状态创造了新的环境，这在固态系统中是非常不现实的。一个例子是量子气体的成分可以是各种类型的玻色子、费米子及其混合物。本文研究了二维玻色-费米混合物中相互作用诱导的拓扑态。提出了一类没有分数激发但具有极大手征边态的拓扑态。对于以前已知的拓扑态，这两个特征只能在费米子的整数量子霍尔态和玻色子的$E_{8}$态中同时发现。通过精确对角化和密度矩阵重整化群计算，证实了某些连续介质和晶格模型中所提出的态的存在。本文指出玻色-费米混合物是研究拓扑态的一个非常有吸引力的平台。
2019-03-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Monopole excitations of a harmonically trapped one-dimensional Bose gas from the ideal gas to the Tonks-Girardeau regime
利用含时修正的非线性薛定谔方程（m-NLSE）--其中传统的与密度成比例的化学势被从Lieb-Liniger精确解中推导出的化学势所取代--我们研究了一维玻色气体集体激发的频率。我们发现，我们的方法准确地再现了最近的实验研究结果[E。Haller等人，Science Vol.325，1224（2009）]在从理想气体、通过平均场区域、通过平均场费米子-费米区域、一直到Tonks-Giradeau气体的全谱相互作用区域中。虽然前两个可以通过标准的含时NLSE和含时局域密度近似（LDA）访问，但在后一种情况下，情况相反。然而，m-NLSE处理所有这些制度在一个单一的数值方法。
2015-08-29 cond-mat.quant-gas
Unconventional spin Hall effect in PT symmetric spin-orbit coupled quantum gases
本研究理论分析光晶格中PT对称自旋轨道耦合量子气体的自旋霍尔效应，发现费米气体具类电子内禀效应、玻色气体现非常规效应，提出偶极振荡检测方案并模拟验证，为相关量子模拟与实验探索奠基。
2025-01-16 cond-mat.quant-gas
Ultracold Spin-Orbit Coupled Bose-Einstein Condensate in a Cavity: Route to Magnetic Phases Through Cavity Transmission
研究了单模法布里-珀罗腔中自旋轨道耦合超冷玻色-爱因斯坦凝聚体。该腔引入了一个与原子自由度动态耦合的量子光晶格势，实现了一个广义的扩展玻色哈伯德模型，其零温相图可以通过调节腔参数来控制。在非相互作用极限下，原子间相互作用为零，原子色散表现出一些有趣的特征，如Dirac点的玻色模拟，腔诱导光晶格势中阿贝尔和非阿贝尔规范场（后者是由于自旋轨道耦合）下的腔控Hofstadter谱具有赝自旋1/2玻色子的特征.在存在原子-原子相互作用的情况下，通过对经典光晶格中自旋-轨道耦合玻色子的广义玻色-哈伯德模型的映射，我们证明了该系统实现了大量的量子磁相，其磁序可以从腔传输中检测出来.这为探测超冷原子中的量子磁性提供了另一种方法。我们讨论了腔诱导光学双稳对这种相位的影响及其实验结果。
2014-05-18 cond-mat.quant-gas
Vortices and dynamics in trapped Bose-Einstein condensates
我回顾了超冷稀被困原子气体的基本物理，重点是玻色-爱因斯坦凝聚和量子化涡旋。Gross-Pitaevskii方程（一个非线性薛定谔方程）的流体力学形式说明了密度和量子力学相位的作用。这些实验系统的一个独特之处是有机会实时研究涡旋的动力学，与超流$^4$ He的典型实验相反。我将讨论三个具体的例子（进动的单涡，运动的涡偶极子，和Tkachenko振荡的涡阵列）。其他不寻常的特征包括研究量子湍流和快速旋转的行为，当漩涡形成密集的规则阵列时。最后，系统被预测为量子相变到各种高度相关的多体状态（类似于玻色子量子霍尔态），这些状态不是超流体，也没有凝聚波函数。目前，这一过渡仍难以实现。可以想象，激光诱导的合成矢量势可以用来达到这个有趣的相变。
2010-07-08 cond-mat.quant-gas
Synthetic magnetic fields for ultracold neutral atoms
中性原子玻色凝聚和简并费米气体已经被用来实现重要的多体现象，以其最简单和最基本的形式，没有许多通常与材料系统相关的复杂性。然而，这些系统的电荷中性呈现出明显的局限性--在磁场中，带电粒子的洛伦兹力引起了各种有趣的现象，例如二维电子系统中的分数量子霍尔态。利用洛伦兹力和科里奥利力的等效性，在旋转中性系统中产生合成磁场，可以克服这一限制。在旋转量子气体的开创性实验中，量子化涡旋的出现证明了这一点，这是磁场中超流体或超导体的标志。然而，由于限制最大旋转速度的技术问题、旋转状态的亚稳态性质以及应用稳定旋转光晶格的困难，旋转方法不能够达到量子霍尔物理所需的大的场。在这里，我们通过实验实现了超冷中性原子的光学合成磁场，从我们的玻色-爱因斯坦凝聚体中出现的涡旋中可以看出。我们的方法使用原子内部状态之间的空间依赖性光学耦合，产生足以产生大的合成磁场的Berry相位，并且不受旋转系统的限制;具有合适的晶格配置，应该可以达到量子霍尔制度，可能使拓扑量子计算的研究成为可能。
2010-07-02 cond-mat.quant-gas
Fractional Quantum Hall Wedding Cakes
本研究通过张量网络模拟空间调制化学势下的Hofstadter-Bose-Hubbard模型，在圆柱几何中实现Laughlin-1/2相及其共轭相的共存，并利用局域Středa响应和磁通插入验证拓扑性，为单系统内绘制完整相图提供新途径。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Anisotropic quantum quench in the presence of frustration or background gauge fields: A probe of bulk currents and topological chiral edge modes
玻色子和费米子，在阻挫或背景规范场的存在下，可以形成多体基态，支持平衡的"电荷"或"自旋"电流。出于实验创建的挫折或人工规范场在超冷原子系统，我们提出了一个一般的计划，使突然各向异性淬火的原子隧道穿过晶格和跟踪随后的密度调制提供了一个强大的和规范不变的路线，以可视化不同的平衡电流模式。使用说明性的例子中存在的人工磁通量的正方形晶格，和挫折玻色子的超流玻色和正常的费米系统，我们表明，该计划探测平衡体电流顺序工程独立的粒子统计。我们还表明，这样的猝灭可以检测手性边缘电流在带隙的拓扑状态，如量子霍尔或量子自旋霍尔绝缘体。
2012-12-22 cond-mat.quant-gas
