Open quantum systems approach to atomtronics
我们推导了一个量子主方程来处理与多个库相互作用的量子系统。的形式主义是用来调查原子输运跨越各种晶格配置。我们演示了如何实现电子二极管,场效应晶体管,和双极结型晶体管的行为与中性,超冷原子被困在光晶格。的原子电子二极管的情况下提供的电流波动的分析。最后,我们表明,这是可能的,以证明与逻辑门的行为在光晶格。
2010-05-17 physics.atom-ph quant-ph
Atomtronic circuits: from many-body physics to quantum technologies
原子电子学是一门新兴的研究领域,其目标是操纵在物质波电路中运动的超冷原子,以实现量子科学的基础研究和技术应用。在这次讨论会上,我们回顾了物质波电路和基于原子电子学的量子技术的最新进展。在简单介绍了实现原子电子系统所需的基本物理原理和关键实验技术之后,我们描述了简单电路中的物质波物理,如环阱和双端系统。讨论了主要的实验观察结果和存在的问题。我们还提出了可能的应用范围广泛的量子技术,从量子传感与原子干涉未来的量子模拟和量子计算架构。
2022-06-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Persistent Currents in Atomtronic Circuits of SU(N) Fermions
本研究探索强相互作用SU(N)费米子环形量子气体中的持续电流,为基于该平台的物质波电路新概念提供依据,推动原子电子学发展,有望助力高灵敏量子器件与冷原子量子模拟器研发。
2023-11-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Advances in atomtronics
原子电子学是原子物理学的一个相对较新的分支,其目的是实现超冷原子-光学系统中电子元件的器件行为。这些系统是相干的这一事实使它们特别有趣,因为除了电流之外,人们还可以将量子态赋予载流子本身,或者对它们进行量子计算操作。在回顾了这一子领域的基本思想后,我们报告了开发外部驱动和闭环设备的理论和实验进展。这些原子类似物的功能和潜在的应用,电子和自旋电子系统进行了讨论。
2021-04-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Atomtronics with a spin: statistics of spin transport and non-equilibrium orthogonality catastrophe in cold quantum gases
本文研究了超冷原子量子气体非平衡自旋输运的全计数统计。该装置利用原子系统中的自旋控制机制,在自旋不平衡的双组分费米气体中引入杂质原子,产生自旋输运。与固态实现相比,在超冷原子中,自旋弛豫和来自外部源的退相干被大大抑制。因此,一旦通过操纵费米系统的内部自旋自由度来关闭自旋电流,非平衡自旋布居保持恒定。因此,可以直接计数每个储存器中的自旋的数量以研究自旋翻转的完整计数统计,这在固态器件中是众所周知的挑战。此外,使用拉姆齐干涉法,动态杂质响应可以测量。由于杂质与多体环境的相互作用是不平衡的,我们的装置提供了一种实现非平衡正交性突变的方法。在这里,即使是自旋水库最初准备在零温度状态下,拉姆齐响应表现出指数衰减,这是在传统的幂律衰减安德森的正交性灾难。通过将我们的系统映射到一个多步费米海,我们能够推导出在后期的杂质响应的解析表达式。这使我们能够揭示拉姆齐对比度的衰减率和自旋翻转的完整计数统计之间的密切联系。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Quantum phase transition modulation in an atomtronic Mott switch
莫特绝缘体由于具有很小的量子数涨落而能提供稳定的量子态和较长的相干时间,使其成为量子存储器和原子电路的良好候选材料。我们提出了一个使用超冷玻色气体和光晶格的一维莫特开关的原理证明。随着时间的推移,块抽取模拟-有效的矩阵产品状态的方法-我们设计了一种方法,瞬态参数表征通过本地激发,便于工程到更复杂的atomtronics。我们通过调节光晶格的强度来执行开关操作,并且因此通过电导转变来调节相互作用强度,这是由于“婚礼蛋糕”Mott结构的受限修改。我们证明了时间依赖性的福克态传输和保真度的激发作为一种手段,调整了设备在一个双井和作为衡量噪声性能。通过$g^{(2)}$措施的两点相关性提供了额外的信息,由于限制的潜在的莫特绝缘背景上的超流碎片。
2018-05-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Roadmap on Atomtronics: State of the art and perspective
原子电子学研究超冷原子通过不同形状和强度的磁性或激光产生的波导操纵的物质波电路。通过这种方式,可以构建新型的量子网络,其中相干流体可以通过原子和分子物理学领域开发的技术来控制。特别是,可以访问具有增强的精度、控制和操作条件灵活性的量子设备。与此同时,还可以开发利用相干电流的新的量子模拟器和仿真器。在这里,我们调查了原子电子学支持的量子技术的前景,并在不久的将来为该领域绘制了路线图。本文综述了物质波电路设计和原子芯片的最新进展。Atomtronic网络被部署为有前途的平台,以新的角度和新的转折来探测多体物理。后者可以在均衡和非均衡情况下进行。介观物理学中的许多相关问题,如费米子或玻色子原子电路中的持续电流和量子输运,通过一个新的镜头进行研究。本文综述了原子电子学中的一些量子器件和传感器。最后,我们讨论了碱土金属和里德伯原子作为实现具有特殊功能的原子电子电路的潜在平台。
2021-06-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
A versatile apparatus for two-dimensional atomtronic quantum simulation
我们报告了一种新的光学装置的实现,用于产生高分辨率的可定制的潜力,以解决二维超冷玻色子原子。为此目的开发了两个关键功能。可定制的潜力产生的直接图像的空间光调制器,进行高数值孔径的真空成像系统。自定义电位在600 $\times$ 400 μm的面积上绘制,分辨率为0.9 μm。第二个发展是一个二维平面陷阱的原子的纵横比为900和空间范围的瑞利范围1.6 $\times$ 1.6毫米,提供近弹道平面内的运动。我们的特点的设置,并提出了一个简短的实验目录,以突出该系统的多功能性。
2018-06-14 physics.atom-ph quant-ph
Atomtronic multi-terminal Aharonov-Bohm interferometer
本文提出并实验验证一种三端环形原子电子学 Aharonov-Bohm 干涉仪,利用合成磁通量实现原子流的反射转变、非互易导向与交流调制。
2023-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Acceleration-induced transport of quantum vortices in joined atomtronic circuits
本研究探讨加速度对连接环形玻色-爱因斯坦凝聚体中持久流转移的影响,发现加速度导致涡旋单向转移,并提出超冷双环加速度计概念。
2025-06-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Matterwaves, Matterons, and the Atomtronic Transistor Oscillator
自洽理论处理的三阱原子电子晶体管电路揭示了增益的机制,振荡的条件,和随后的相干物质波发射的电路的属性。在一个大的源井中的玻色凝聚原子库提供了一个驱动电路动力学的化学势。该理论是基于这样的假设,即在晶体管栅极阱中出现的冷凝物作为移位的基态,即在阱中经历偶极振荡的状态。门原子保持凝聚和振荡被证明是一个后果的冷却引起的物质波发射到真空中。关键的电路参数,如晶体管的导通电阻和输出电流的推导过渡到一个经典的等效电路模型。以微波电路为类比,介绍了类电压和类电流物质波电路的波场,以及两者之间的阻抗关系。这导致了一个新的概念,一个经典的相干物质波是一个相干电磁波的对偶,这是不同于与冷原子相关的德布罗意物质波。例如,将发射的原子流置于一个会减小德布罗意波长的原子势下,就会增加经典物质波的波长。经典物质波场的量子化导致了光子的对偶,它不是被识别为原子,而是被识别为其他东西,在这里被称为“物质”。
2021-08-23 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Tunneling dynamics in exactly-solvable models with triple-well potentials
受原子电子学、冷原子器件和玻色-爱因斯坦凝聚体动力学的新发展趋势的启发,我们将N = 4的扩展超对称量子力学的一般方法应用于三势阱(对称和非对称)的等谱哈密顿量.在N = 4 SQM方法中,得到了考虑光谱所有状态的量子力学传播子的封闭形式。对于谐振子的初始哈密顿量,我们得到了势、波函数和传播子的显式表达式。将所得结果应用于三势阱中局域态的隧穿动力学,并研究了其特性。特别是,我们观察到一个约瑟夫森型隧道跃迁的波包,其部分捕获的效果和非单调依赖的隧道动力学的形状上的三阱势。我们调查,除其他外,通过改变中央井的参数控制隧道传输的可能性,我们简要地讨论了这方面的潜在应用atomronics设备。
2013-03-04 hep-th quant-ph
Thermodynamics of Quantum Ultra-cold Neutron Gas under Gravity of The Earth
研制了贮存的超冷中子。用核聚变方法制备了高密度超冷中子气体。研究了量子超冷中子气体在地球引力场中的热力学性质。我们发现,在低温区,量子效应增加了化学势和内能的温度依赖性。量子超冷中子气体的密度分布受地球引力场的影响。
2012-06-29 quant-ph
Stationary light pulses in ultra cold atomic gasses
我们提出了一个理论处理的电磁感应透明和光存储使用驻波耦合场在介质中的原子组成的静态,如超冷原子气体或固态介质。我们表明,它是可能的,以创建一个稳定的光脉冲,有一个定性的不同的行为比在热气体介质的情况下,提供更大的潜力量子信息处理应用。
2006-11-07 quant-ph
Cold Atom Physics Using Ultra-Thin Optical Fibers: Light-Induced Dipole Forces and Surface Interactions
超薄无包层光纤周围的强倏逝场在探测、捕获和操纵冷原子方面具有很大的潜力。将这种光纤引入到冷原子云中,研究了少量冷铯原子与光纤导模和光纤表面的相互作用。使用高分辨率光谱,我们观察和分析光致偶极力,范德华相互作用,和原子的自发发射率的显着增强。后者可以归因于光纤对真空模式的修改。
2009-02-04 quant-ph
Quantum dynamics of ultra-cold atoms in the presence of virtual photons
通过在适当的基上对角化系统的全哈密顿量,研究了射频阱中单个囚禁离子与激光的相互作用。计算了原子的能量、本征矢、在基态找到原子的几率、密度矩阵及其纠缠度。在相同的基下,对旋波近似下的哈密顿量重复了上述研究。比较了一般情况下和Lamb-Dick制度下的超冷原子的结果,揭示了结果的本质变化。
2017-05-27 quant-ph
Temperature Variation of Ultra Slow Light in a Cold Gas
开发了一个模型来解释在Hau等人的实验(Nature { \bf 397},594(1999))中观察到的群速度的温度依赖性。群速度对空间密度的变化非常敏感。密度的不均匀性及其温度依赖性是观察到的行为的主要原因。
1999-11-26 quant-ph
Velocity selection of ultra-cold atoms with Fabry-Perot laser devices: improvements and limits
我们讨论了一种方法来选择超冷原子的速度与一个修改的法布里-珀罗类型的设备制成的两个有效的障碍和一个井,分别由蓝色和红色失谐激光。激光器参数可用于选择传输速度窗口的峰值和宽度。特别地,降低中心井提供了任意接近零速度的峰值,该峰值具有最小但有限的宽度。对该激光器的低能原子散射进行了参数化处理,得到了描述和解释其行为的近似公式。
2005-02-28 quant-ph
Cavity optomechanics with ultra-cold Bose gases for quasiparticle state manipulation and prospects for sensing applications
超冷原子系综已被证明是高精度传感应用的通用工具。在这里,我们提出了一种操纵和读出的超冷玻色子原子被困云的状态的方法。特别地,我们讨论了准粒子相干态和压缩态的产生以及准粒子模通过外腔场的耦合。这使得能够进行像状态交换和光束分裂这样的操作,其可以应用于在频率空间中实现马赫-曾德尔干涉仪(MZI)。我们提出了两个明确的示例应用在传感:测量的愈合长度的冷凝物与MZI计划,和测量的振荡力梯度与脉冲光机械读出计划。此外,我们根据最先进的技术参数计算基本限制。
2021-11-19 quant-ph
Quantum sensitivity limit of a Sagnac hybrid interferometer based on slow-light propagation in ultra-cold gases
本文介绍了新近提出的基于超慢光的光-物质波Sagnac干涉仪。92,253201(2004))进行了详细分析。特别是约束势的影响进行了研究,它表明,超慢光达到的旋转相移相当于一个物质波,当且仅当相干转移从光到原子与慢光与动量转移相关联,如果超冷气体中的环形陷阱被使用。确定了Sagnac干涉仪的量子灵敏度极限,并计算了最小可探测的旋转速率。结果表明,慢光干涉仪允许一个显着更高的信噪比,尽可能在目前的物质波陀螺仪。
2006-08-28 quant-ph
Cavity-enhanced superradiant Rayleigh scattering with ultra-cold and Bose-Einstein condensed atoms
本文报道了在光学环形腔中,超冷玻色-爱因斯坦凝聚态原子的集体反冲激光和超辐射瑞利散射。这两种现象都是基于光与冷原子气体的集体相互作用引起的不稳定性。本出版物阐明了这两种效应之间的联系。对几十个$μ\textrm{K}$热云的超辐射行为的观测证明了这种现象是由原子的合作动力学驱动的,而环形腔的存在强烈地增强了这种合作动力学。
2007-07-19 quant-ph
Quantum optics of ultra-cold molecules
量子光学一直是实验快速发展背后的主要驱动力,从第一个激光冷却方案到稀原子和分子气体的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)。它不仅为实验学家提供了创造超冷原子系统的必要工具,而且还为理论家提供了描述它们的形式和框架:现在正在研究的量子简并原子和分子系统中的许多效应在量子光学图像中找到了非常自然的解释。本文简要回顾了三个这样的例子,这些例子在赫伯特·瓦尔特多年来开展的开拓性工作中找到了直接的灵感,他是该领域的真正巨人之一。具体来说,我们使用的微脉泽的类比来分析超冷分子在双势阱的潜力;研究的形成和解离动力学的分子使用的通过时间统计熟悉的超辐射和超荧光研究;并显示如何分子可以被用来探测高阶相关性在超冷原子气体,特别是聚束和反聚束。
2005-09-21 quant-ph
Improvement by laser quenching of an "atom diode": a one-way barrier for ultra-cold atoms
最近有人提出了不同的激光装置,用作超冷原子的“原子二极管”或"单向势垒“。它们透射来自一侧的基态能级原子,比如说从左边,但是当它们来自另一侧时反射它们。我们结合了以前的模型,由受激拉曼绝热通道(STIRAP)从地面到激发态和一个状态选择镜电位,与本地淬火激光产生自发衰减回基态。这避免了向后运动,提供了对衰变过程的更多控制,因此是更紧凑和有用的装置。
2006-01-31 quant-ph
Sagnac interferometry based on ultra-slow polaritons in cold atomic vapors
光和物质波Sagnac干涉仪的优点-一方面面积大,另一方面每单位面积的旋转灵敏度高-可以利用冷原子气体中的超慢光结合起来。虽然单独的群速度降低并不影响Sagnac相移,但从光到原子的相关动量转移产生相干物质波分量,这产生了大幅增强的旋转信号。结果表明,在大面积干涉仪的物质波的灵敏度,可以实现,如果使用在子反冲温度的光学致密的蒸汽。Sagnac相移的显著增强已经是可能的,然而具有少得多的冷却要求。
2003-12-23 quant-ph
Stückelberg-Interferometry with ultra-cold atoms
我们表明,以及如何超冷原子在一个加速的双带晶格是一个受控的实现朗道-齐纳-Stückelberg干涉。
2010-12-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Molecular Collisions: from Near-cold to Ultra-cold
在过去的二十年里,创造冷分子和超冷分子的革命性技术为研究碰撞物理学的基本现象提供了尖端实验。在很大程度上,最近的爆炸感兴趣的分子碰撞已经引发了戏剧性的进展,实验能力和理论方法,这使得分子碰撞深入到量子力学极限进行探索。在该领域已经取得了巨大的实验进展,从实验的角度来看,作者提供了这些研究的审查,探索分子碰撞的性质发生在温度范围从开尔文到nanoKelvin制度,以及生产超冷分子的应用。
2020-12-18 physics.atom-ph quant-ph
Three Resonant Ultra-Cold Bosons: Off-Resonance Effects
我们求解了三个共振全同玻色子的有限范围双通道模型。该模型提供了一个最小的描述,在单物种超冷玻色子系统中的各种磁费什巴赫共振,包括非共振散射。我们获得了重要的见解,以解释种子实验:在钠中测得的三体复合率和在铯中观察到的Efimov共振。这种方法量化了有限磁场失谐时出现的非普适效应。
2010-02-08 cond-mat.other quant-ph
Robust states of ultra-cold bosons in tilted optical lattices
我们确定了倾斜周期势中相互作用玻色子量子气体的全局混沌谱中的规则结构。相关联的本征态表现出很强的局部化性质的晶格上,并对外部扰动的动态鲁棒性。
2012-03-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effects of Interactions and Temperature in Disordered Ultra-Cold Bose Gases
我们模拟了准一维无公度光晶格中的超冷相互作用玻色子。在紧束缚极限下,这些晶格具有伪随机的在位能,因此可能导致安德森局域化。我们探讨的参数制度,导致安德森局域化和调查的排斥相互作用,谐波禁闭和有限温度的作用。我们发现相互作用可以掩盖安德森局域化的指数局域化特性,从而阻碍了直接观察这种现象时,相互作用的存在。
2011-01-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Cooperative optical non-linearity due to dipolar interactions in an ultra-cold Rydberg ensemble
我们证明了超冷原子系综中里德伯原子之间的偶极相互作用引起的合作光学非线性。通过将探测跃迁耦合到里德堡态,我们将里德堡对之间的强偶极-偶极相互作用映射到光场上。我们表征了非线性作为电场和密度的函数,并证明了由于协同效应的光学非线性的增强。
2009-11-20 physics.atom-ph quant-ph
Ultra-cold Single-Atom Quantum Heat Engines
提出了一种基于超冷原子技术的单原子量子热机方案。在高度控制典型的冷原子系统的基础上,我们证明了三个典型的热机-卡诺,奥托和柴油机-是在最先进的技术范围内,它们的性能可以通过实验进行基准测试。我们讨论了这些引擎的实现使用现实的参数,并考虑摩擦的影响,限制了在现实生活中的实验中获得的最大性能。我们进一步考虑使用超绝热变换,允许提取有限量的功率以保持最大(实际)效率,并考虑运行此类协议的能量成本。
2018-12-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamic Kosterlitz-Thouless transition in 2D Bose mixtures of ultra-cold atoms
我们提出了一个现实的实验,以证明在二维超冷原子气体的动态Kosterlitz无相变。利用截断维格纳近似的数值实现,我们模拟了几种关联函数的时间演化,这些关联函数可以通过物质波干涉来测量。我们证明了弛豫动力学是很好的描述了一个实时的重整化群的方法,并认为这些实验可以指导发展的理论框架的理解临界动力学。
2011-12-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Trapping of ultra-cold atoms with the magnetic field of vortices in a thin film superconducting micro-structure
我们利用高温超导微结构中的涡旋磁场在一种新型的阱中存储和控制超冷原子。这是第一次超冷原子被困在磁通量量子场中。我们利用超导体的磁场与外界均匀磁场的结合,产生原子的吸引囚禁势。我们展示了关键的原子陷阱特性的控制,如一个有效的本征加载机制,被困原子的空间定位和超导体中的涡旋密度。所测得的陷阱特性与我们的数值模拟吻合得很好。
2009-10-13 physics.atom-ph quant-ph
Gauge field in ultra-cold bipartite atoms
研究了纠缠和自旋-自旋碰撞对超冷原子中规范场的影响。计算并讨论了两个规范场。其中一个场来自于超冷原子中与空间相关的自旋-自旋碰撞,另一个场来自于通常的Born-Oppenheimer方法,该方法将两体问题中的质心运动和相对运动分离开来.绝热条件,导致本文的关键结果也提出和讨论。两个原子之间共享的纠缠被证明会影响原子的运动。在存在纠缠时,附加标量势消失,这与原子处于可分态的情况不同。
2006-03-25 cond-mat.other quant-ph
Observation of collective atomic recoil motion in a momentum-squeezed, ultra-cold, degenerate fermion gas
我们证明了明确的集体原子反冲运动在稀释,动量压缩,超冷简并费米子气体绕过泡利阻塞的影响。虽然由于量子气体服从费米-狄拉克统计,玻色子激发的增益必然不存在,但来自底层波混合过程的集体原子反冲运动是清晰可见的。在适当偏振的单个泵浦脉冲下,我们观察到两个相互垂直的混频过程同时发生。我们的实验还表明,在玻色-爱因斯坦凝聚体中观察到的红-蓝泵浦失谐不对称性在费米子中不发生。
2010-06-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Thermally Induced Losses in Ultra-Cold Atoms Magnetically Trapped Near Room-Temperature Surfaces
我们已经测量了超冷Rb 87原子的磁陷阱寿命在5-1000微米的距离从不同电阻率的导电金属表面。良好的协议被发现与近场磁热噪声所产生的损失的理论模型,确认与持有被困原子靠近导电表面的并发症。相比之下,发现电介质表面(硅)是如此的良性,以至于我们能够通过使用表面选择性地吸附较高能量的原子来蒸发冷却原子到玻色-爱因斯坦凝聚体。
2003-08-26 cond-mat.soft quant-ph
Cavity optomechanics with synthetic Landau levels of ultra cold Fermi gas
超冷的费米子原子被放置在人造磁场中,按照朗道能级排列。我们将费米子原子置于法布里-珀罗腔中,理论上研究了在合成磁场中,光场与费米子原子的集体激发之间的光机相互作用。我们从填充朗道能级利用玻色化技术导出了粒子空穴激发的有效哈密顿量,并得到了腔透射谱的表达式。利用这一点,我们表明,腔透射谱演示了冷原子模拟的Subnikov de Hass振荡的电子凝聚物质系统。我们讨论了这种振荡的实验结果和相关的光学双稳性。
2013-07-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Crystalline phase for one-dimensional ultra-cold atomic bosons
本文研究了一维冷原子气体的接触相互作用。穿过约束诱导共振,玻色子之间的相关性增加,并引入了一个有效的范围内的相互作用势。在强相互作用区,利用到sine-Gordon模型和哈伯德模型的映射,我们可以导出存在光晶格时的相图。我们证明了一个相变的外观从Luttinger液体代数相关到结晶相的颗粒上的每一个第二晶格网站。
2010-09-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Experimentally accessible invariants encoded in interparticle correlations of harmonically trapped ultra-cold few-fermion mixtures
在质心框架下研究了一维谐振势阱中的双味混合超冷费米子系统。我们提出了一个数值方法,获得能量谱在这个框架中的任意质量比的费米子物种。我们确定了一个特定的不变量编码的多体相关性,使人们能够确定本征态的哈密顿量和标签的质心的激发。该工具可能是特别有用的实验分析粒子间的相互作用,不影响质心激发的谐波势。
2017-12-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Entanglement like properties in Spin-Orbit Coupled Ultra Cold Atom and violation of Bell like Inequality
我们证明了最近在实验上合成的自旋-轨道耦合超冷玻色子原子的一般量子态(Y。J. Lin { \it等人},Nature,{ \bf 471},83,(2011))示出了运动自由度(动量)和内部自由度(超精细自旋)之间的纠缠。我们证明了对这种状态的类贝尔不等式(CHSH)的违反,这为验证基本原理提供了一个独特的机会,如量子非上下文性,用于验证空间上不分离的可观测量。详细分析了原子-激光系统产生的Rabi振荡及其对纠缠熵、Bell不等式违反等物理量的影响,并讨论了这一结果对用超冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚体等宏观量子对象检验量子非上下文性和Bell不等式违反的意义。
2015-03-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
The quantum ultra-cold neutron gas trapped in the two-dimensional harmonic oscillator potential on the Earth's gravitational field
我们在前一篇文章中研究了地球引力场作用下二维方势阱中量子超冷中子气体的热力学性质。我们已经指出,它们对俘获势的形状有很强的依赖性。本文用二维谐振子势代替方阱势,计算了费米气体的费米能量和密度分布。然后从费米能和密度分布两个方面对它们进行了讨论,并与两种情况进行了比较。
2013-10-14 nucl-th quant-ph
Main effects of the Earth's rotation on the stationary states of ultra-cold neutrons
本文讨论了均匀转动系中粒子哈密顿量的相对论修正。在地球引力作用下的超冷中子(UCN)中,它们可以忽略不计。计算了由于地球自转引起的主项即角动量项对UCN的能级的影响。发现能量移动与能级本身成正比。
2007-11-13 gr-qc quant-ph
A proposal for continuous loading of an optical dipole trap with magnetically guided ultra cold atoms
用非耗散阱(如光偶极阱)捕获运动的原子,需要除去原子多余的动能。在这篇文章中,我们发展了一种机制,以收获超冷原子从引导原子束到一个光学偶极阱,通过消除他们的定向动能。我们提出了一个连续的加载方案,这是通过减速的磁势垒,然后通过光泵能量最低的塞曼子级。我们从理论上研究了该方案在超冷铬原子从磁引导原子束转移到深光学偶极阱中的应用。我们讨论了一个合适的磁场配置的实现。通过对加载过程的数值模拟,分析了该加载方案的可行性和有效性。
2009-12-11 physics.atom-ph quant-ph
Non-Abelian gauge potentials for ultra-cold atoms with degenerate dark states
研究表明,如果存在原子与激光相互作用的简并绝热本征态,超冷多能级原子在空间变化的激光场中的绝热运动可以产生有效的非阿贝尔规范场.一对这样的简并暗态出现,例如,如果激光场耦合的三个内部状态的原子的第四个共同的两个光子共振条件下。对于这个所谓的三脚架计划,我们得到真正的非阿贝尔规范位的一般条件,并讨论特殊的例子。特别是,我们表明,使用正交的激光束的轨道角动量的有效磁场可以产生的,有一个磁分量。
2005-03-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Laser scattering by density fluctuations of ultra-cold atoms in a magneto-optical trap
研究了磁光阱中超冷气体中中性原子的密度涨落谱。我们确定了相应的振幅和光谱的激光散射这种介质。我们推导出的动力学结构函数的表达式,通过使用测试粒子方法。我们建议使用集体激光散射作为超冷物质微观性质的诊断方法。这也将使我们能够检查由气体内部的集体平均场介导的原子相关性。
2011-04-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Optical Kagome lattice for ultra-cold atoms with nearest neighbor interactions
我们提出了一个方案,以实现一个光学Kagome晶格的超冷原子与最近邻网站和规范势之间的可控s波相互作用。原子占据三个不同的内部原子能级,能级之间具有电磁感应耦合。我们表明,通过适当地移动三角晶格势,经历了原子在不同的水平,Kagome晶格可以实现只有两个驻波,产生一个高度挫折的量子系统的原子。
2009-06-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Amplifying single impurities immersed in a gas of ultra cold atoms
我们提出了一种方法,用于放大一个单一的或分散的杂质沉浸在背景气体的超冷原子,使他们可以光学成像和空间分辨。我们的方法依赖于两个稳定的原子超精细态之间的拉曼转移,其条件是杂质原子的存在。这种放大是基于激发到里德伯态的原子之间的强相互作用。我们进行了详细的分析研究所提出的计划的性能,特别强调多体效应的影响。
2011-11-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Non-equilibrium dynamics of fluctuations in an ultra-cold atomic mixture
我们研究了超冷玻色气体混合物通过自旋变化碰撞相互作用的自旋涨落动力学。实验实施采用$^{23}$ Na和$^{7}$ Li原子,其在宽范围的初始条件下不平衡制备。我们确定了三个制度,在不同的初始状态的系统的动力学:一个长寿的亚稳态制度,波动增长强劲的不稳定范围,和一个快速放松的制度接近热平衡。理论建模的数据使我们能够重建有效的潜力,其特征在于不同的动力学制度的系统。
2022-04-13 cond-mat.quant-gas hep-ph quant-ph
Cold and Ultracold Molecules: Science, Technology, and Applications
本文综述了冷分子和超冷分子的研究现状。它是《新物理学杂志》关于冷和超冷分子的特刊的介绍,并描述了基础研究和技术发展的新前景。冷分子和超冷分子可能会彻底改变物理化学和少数体物理学,提供探测量子物质新状态的技术,允许对基本和应用兴趣进行精确测量,并实现对凝聚态现象的量子模拟。超冷分子提供了有前途的应用,如量子计算的新平台,分子动力学的精确控制,纳米光刻和玻色增强化学。讨论基于最近的实验和理论工作,并总结了这个迅速扩展的研究领域的预期未来方向和悬而未决的问题。
2009-04-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Realizing PT-symmetric non-Hermiticity with ultra-cold atoms and Hermitian multi-well potentials
我们讨论了实现一个非厄米,即一个开放的双井系统的超冷原子封闭它与额外的时间依赖性的井,作为粒子水库的可能性。通过适当设计的附加阱,可以在内部阱中感应出PT对称电流,这支持稳定的解决方案。我们表明,在平均场极限的相互作用不会破坏这个属性。作为第一种方法,我们使用一个简化的变分分析导致离散的非线性薛定谔方程。一个更准确和更普遍的变分分析,然后用来确认的结果。
2014-08-01 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
BCS-BEC Crossover in the Strongly Correlated Regime of ultra-cold Fermi gases
本文研究了两组分旋转费米气体强关联区的BCS-BEC交叉。我们预测,旋转引起的强相关性将有修改交叉区域相对于非旋转的情况下的效果。我们通过两粒子关联函数证明了S波配对的费米分数量子Hall态和玻色子Laughlin态之间的交叉是平滑的。
2006-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Nonlinear Dynamics of Ultra-Cold Gas: Collapse of Bose Gas With Attractive Interaction
非线性Schr方程的解玻色气体在引力作用下的坍缩方程这是1992年发表在《NATO流体、等离子体和光学奇点高级研究研讨会论文集》(希腊伊拉克利翁)上的论文副本,由R.E. Caflisch和G.C.帕帕尼科拉乌(Kluwer Academic)。
2012-06-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamics of a quantum quench in an ultra-cold atomic BCS superfluid
研究了超冷原子BCS超流体在对相互作用逐渐减弱的情况下向BCS超流体-费米液体量子临界点移动的动力学过程。我们分析了BCS超流如何脱离平衡态,并表明非平衡能隙和库珀对大小反映了临界性质的转变。我们观察到三个阶段的演变:绝热的库珀对的大小是成反比的平衡间隙,弱非平衡,它是成反比的非平衡间隙,和强烈的非平衡,它从平衡和非平衡间隙。这些现象应该刺激未来的非平衡超冷原子BCS超流体的实验表征。
2010-12-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Preparation of ultra-cold atomic-ensemble arrays using time-multiplexed optical tweezers
我们使用基于时间复用声光偏转器的光镊将超冷铯原子捕获在一维原子系综阵列中。对于2.5 $μ$ K和50 nK之间的温度,我们研究了光镊脉冲之间的最大时间,保留在一个单一的陷阱中的原子数。这个时间提供了一个估计的最大数量的网站在一个阵列的时间复用光镊。我们演示了蒸发冷却的原子阵列中的多达25个光镊陷阱和制备的原子在一个盒子的潜力。此外,我们展示了三种不同的协议,从一个不断扩大的超冷原子云转移的原子系综阵列的制备。这些导致制备平均由$\sim$ 100个原子组成的高达74个原子系综的阵列。
2022-07-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph