A dipolar Bose-Bose mixture of Dysprosium isotopes with controllable interspecies interactions
Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）；Humboldt Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）
实现了162Dy和164Dy的量子简并玻色-玻色混合物，利用宽种间Feshbach共振探索了BEC间的混溶-不混溶转变，为研究多组分超固体等偶极效应提供了平台。
2026-06-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Energy bands and Landau levels of ultracold fermions in the bilayer honeycomb optical lattice
研究了双层蜂窝光晶格中超冷费米子原子的光谱和本征态。在低能近似下，色散关系为抛物型，准粒子为手征粒子。在光学装置为系统产生的有效磁场存在下，能谱显示出非常规的朗道能级结构。此外，提出了用布拉格散射技术对光谱进行实验检测的方法。
2009-05-19 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Bilayer honeycomb lattice with ultracold atoms: Multiple Fermi surfaces and incommensurate spin density wave instability
我们提出了一个实验装置，使用超冷原子实现双层蜂窝晶格与Bernal堆叠。在层间存在电势偏置和低密度时，放置在该晶格中的费米子形成环形费米子海。两个费米面的存在下，导致有趣的模式在弗里德尔振荡和RKKY相互作用中存在的杂质。此外，一个排斥的费米子费米子相互作用导致一个斯托纳不稳定性走向一个无公度的自旋密度波序与波矢量等于费米海的厚度。不稳定性发生在临界相互作用强度，这与费米子的密度下降。我们发现，由于顶点校正的不稳定生存相互作用重整化，并讨论如何在实验中可以看出。我们还追踪了费米子自由度之间不同耦合的重整化群流，发现不存在微扰不稳定性，而Stoner不稳定性是最强的不稳定性，它发生在相互作用的临界阈值处。当化学势向能带底部调整时，临界相互作用变为零。
2016-12-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
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
Floquet-engineered moire quasicrystal patterns of ultracold Bose gases in twisted bilayer optical lattices
East China Normal University（华东师范大学）；Chongqing Institute of East China Normal University（华东师范大学重庆研究院）
通过Floquet工程化扭双层光晶格中的原子相互作用，研究超冷玻色气体中莫尔准晶体图案的形成与对称性调控。
2026-01-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Anisotropic optical trapping as a manifestation of the complex electronic structure of ultracold lanthanide atoms: the example of holmium
原子的动态偶极极化率决定了光阱的效率，原子动态偶极极化率的实部和虚部分别与原子的势能和光子散射率有关。本文给出了镧系元素原子标量、矢量和张量极化率实部和虚部的解析计算方法。我们假设状态求和公式只包括涉及价轨道中电子的跃迁，如$6s$、$5d$、$6p$或$7s$，而忽略涉及$4f$核心电子的跃迁。应用这种形式主义的地面水平的配置$4f^q6s^2$，我们限制的总和过渡暗示的$4f^q6s6p$配置，产生极化率取决于两个参数：一个有效的过渡能量和一个有效的过渡偶极矩。然后，通过引入$4f^q6s6p$与其他组态之间的组态相互作用混合，我们证明了标量、矢量和张量极化率的虚部对组态相互作用系数非常敏感，而实部则不敏感。因此，光子散射率的大小和各向异性与原子电子结构的细节密切相关。这些分析结果与我们详细的电子结构计算的能级，Landé $g$ -因子，跃迁几率，极化率和范德华$C_6$系数，以前进行的铒和镝，目前进行的钬。我们的研究结果表明，虽然态密度随着$q$的增加而降低，但在铒（$q=12$）中，$4f^q6s6p$，$4f^{q-1}5d6s^2$和$4f^{q-1}5d^26s$之间的组态相互作用令人惊讶地强于钬（$q=11$），其本身强于镝（$q=10$）。
2017-04-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Study of the inter-species interactions in an ultracold dipolar mixture
本文通过实验与扩展Gross-Pitaevskii理论，研究铒-镝超冷混合物中偶极-偶极相互作用对种间相互作用的影响，并给出种间散射长度上下界，为探索偶极互溶-不互溶相图及量子液滴和超固态奠定基础。
2021-10-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Thermodynamics and density fluctuations in a bilayer Hubbard system of ultracold atoms
本研究测量了双层Hubbard系统在不同隧穿比下的状态方程，推导出压缩率与热力学涨落，发现高隧穿比时非局域密度涨落增强，并通过量子蒙特卡洛模拟验证了结果。
2024-07-16 cond-mat.quant-gas
Competing magnetic orders in a bilayer Hubbard model with ultracold atoms
本文利用光学晶格中的超冷原子实现双层费米-哈伯德模型，揭示层间耦合调控平面反铁磁莫特绝缘体与自旋单态能带绝缘体之间的转变，为研究耦合层哈伯德模型的超导配对等新奇性质奠定基础。
2023-10-27 cond-mat.quant-gas
Moiré droplet of ultracold Bose gases in a twisted-bilayer optical lattice
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；Department of Basic Courses, Naval University of Engineering（海军工程大学基础部）；State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学光电工程学院量子光学与光量子器件国家重点实验室极端光学协同创新中心）
本研究在扭曲双层光学晶格中实现超冷玻色子莫尔液滴，发现液滴形成增强莫尔图案可见性，并演示了动态生成与分叉现象，为模拟莫尔物理提供平台。
2026-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Topologically nontrivial and trivial flat bands via weak and strong interlayer coupling in twisted bilayer honeycomb optical lattices for ultracold atoms
该研究针对超冷原子扭转双层蜂窝光学晶格，揭示了不同层间耦合强度下拓扑与平庸平带的演化规律，突破了扭转双层石墨烯的魔角限制，为探索新型强关联物质态提供了新平台。
2025-06-13 cond-mat.quant-gas
Liquid quantum droplets of ultracold magnetic atoms
两个相互竞争的粒子间相互作用的同时存在可以导致多体系统中新现象的出现。其中，这种效应预计在偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中，受到偶极-偶极相互作用和短程排斥。磁性量子气体，特别是镝气体，提供了一个可比较的短程接触和长程偶极相互作用能，显着表现出这种涌现现象。此外，两种相互作用的平均场效应的有效抵消导致量子力学超越平均场效应的显著重要性。对于弱主导偶极相互作用，显著的结果是存在一种新的物质状态，该状态由弱平均场吸引力和超出平均场排斥力之间的平衡来平衡。虽然这里以偶极玻色气体为例，但这种物质状态也应该出现在其他微观相互作用类型中，只要竞争导致总平均场的有效抵消。宏观状态采取所谓的量子液滴的形式。我们提出了这些液滴之间的长程偶极相互作用的影响。
2016-09-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum Simulations with Bilayer 2D Bose Gases in Multiple-RF-dressed Potentials
本文综述了多射频缀饰势中双层二维玻色气体的量子模拟进展，重点介绍了跨越BKT临界点的普适弛豫动力学研究及物质波干涉测量方法。
2024-06-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Strong pairing in mixed dimensional bilayer antiferromagnetic Mott insulators
结合了受限和扩展维度的相互作用多体系统，如梯子和少层系统，其特征在于增强的量子涨落，这通常会导致有趣的集体性质。最近，二维双层系统，如扭曲双层石墨烯或超冷原子，引起了人们的极大兴趣，因为它们可以拥有丰富的相图，包括非常规的超导性。本文提出了一种在双层哈伯德模型中实现费米子高温配对的理论方案。我们介绍了一种通用的，高效的配对机制，移动掺杂剂在反铁磁莫特绝缘体，这导致结合能成正比的$t^{1/3}$，其中$t$是跳跃幅度的载流子。这种配对是由一个电荷在回溯另一个电荷产生的一串受挫折的键时获得的能量引起的。具体地说，我们表明，这种机制导致形成的高度流动，但紧密结合的对混合维费米-哈伯德双层系统的情况下。这种设置与被认为捕获铜氧化物物理的费米-哈伯德模型密切相关，并且可以通过目前可用的超冷原子实验来实现。
2021-08-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Atomic physics on a 50 nm scale: Realization of a bilayer system of dipolar atoms
原子物理学极大地推进了量子科学，主要是由于能够高精度地控制原子的位置和内部量子态，往往在量子极限。这方面的主要工具是激光，它可以在空间中构造和定位原子（例如，在光镊、光晶格、1D管或2D平面中）。由于光的衍射极限，大多数原子实验的自然长度尺度是500 nm或更大。在这里，我们实现了一种新的超分辨率技术，它定位和安排原子在一个子50纳米尺度上，没有任何根本的限制，在分辨率。我们证明了这种技术，通过创建一个双层的镝原子，绘制出的原子密度分布与子10 nm的分辨率，并观察偶极通过层间交感冷却和耦合集体激发两个物理上分离的层之间的相互作用。在50 nm处，偶极相互作用比500 nm处强1,000倍。对于光镊中的两个原子，这应该能够实现kHz速度的纯磁偶极门。
2023-02-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Emergence of chaotic scattering in ultracold Er and Dy
研究表明，在外加磁场作用下，超冷磁性镧系原子的混沌散射是由各向异性相互作用势和塞曼耦合共同作用引起的.这种散射研究在一个合作的实验和理论的努力，镝和铒。我们提出了广泛的原子损失测量其密集的磁费什巴赫共振谱，分析其统计特性，并比较随机矩阵理论启发模型的预测。此外，在零磁场下的各向异性分子哈密顿量的理论耦合通道模拟表明，弱束缚，近阈值双原子能级形成重叠，非耦合混沌序列，当组合时随机分布。塞曼相互作用的位移和耦合这些水平，导致Feshbach光谱的零能量束缚态与最近邻间距的变化，从随机到混乱的分布增加磁场。最后，我们表明，一个小的，但相当大的一部分的共振在Dy和Er原子损失谱的极端温度敏感性是由于共振非零分波碰撞。我们对这些共振的阈值分析表明，三体复合率的碰撞能量依赖性很大。
2015-10-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Spontaneous interlayer superfluidity in bilayer systems of cold polar molecules
量子简并冷原子气体为研究强相互作用系统提供了一个极好的机会。最近在制备具有净电偶极矩的超冷极性分子方面的实验进展为实现由长程和各向异性偶极-偶极相互作用控制的新型量子相开辟了新的可能性。在这项工作中，我们预测的存在下，实验观察到的新的破缺对称态的自发层间相干冷极性分子。这些奇异态的出现是由于强烈的层间排斥作用，并表现出超流体、铁磁体和激子凝聚体的性质。
2010-12-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
From Classical to Quantum Glasses with Ultracold Polar Molecules
超冷偶极分子双层系统的动力学表现出经典和量子玻璃态行为，其特征在于弛豫时间的长尾和动力学不均匀性。在该装置中，量子涨落具有热涨落的量级，并且可以通过层间距离来调节阻挫的程度。我们提出了实验访问序参量标记分子的基础上，区分适当选择的内部水平，并找到量子动力学异质性的特点。
2013-09-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Ferrimagnetism of ultracold fermions in a multi-band Hubbard system
Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）
研究多带Hubbard系统中超冷费米子的反铁磁性特征，探讨强关联材料中电子轨道对多体性质的影响，揭示反铁磁态在不同相互作用和晶格结构下的鲁棒性。
2025-05-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Laughlin's topological charge pump in an atomic Hall cylinder
发生在二维电子气体中的量子霍尔效应首先由劳克林解释，他设想了一个思想实验，为我们理解拓扑量子物质奠定了基础。他的提议是基于一个由轴向磁场周期性驱动的量子霍尔圆柱体，导致电子的量子化运动。我们实现了这一里程碑式的实验与超冷气体的镝原子，被编码在电子自旋和轴向场的激光诱导的自旋轨道耦合的相位控制的循环尺寸。我们的实验提供了量子霍尔绝缘体的非平凡拓扑结构的直接表现，并可以推广到强关联拓扑系统。
2021-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Mott insulators of ultracold fermionic alkaline earth atoms in three dimensions
本文研究了一类SU（N）Heisenberg模型，该模型描述了三维简立方晶格上费米子超冷碱土原子的莫特绝缘体。基于较早的半经典分析，磁秩序是不可能的，而我们专注于一个可解决的大N限制，旨在解决非磁性基态之间的竞争。我们发现一个丰富的相图作为填充参数k的函数，由各种各样的基态自发破缺晶格对称性，在某些情况下，时间反演对称性。一个特别突出的例子是自发破坏晶格旋转对称性的状态，其中立方晶格分裂成双层，每个双层形成二维手性自旋液体状态。
2013-04-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Supersolid phases of dipolar fermions in a two-dimensional-lattice bilayer array
超固态相是超流相和密度有序棋盘相共存的结果，被预测将出现在二维正方形光晶格双层阵列中的超冷费米分子中。我们证明了这些阶段内的非均匀平均场方法的存在。特别是，我们表明，在一个固定值的化学势调整层间分离距离产生不同比例的超流，密度有序，超固相。
2016-10-24 cond-mat.quant-gas
Emulating twisted double bilayer graphene with a multiorbital optical lattice
本文从理论上探讨了如何在多轨道光晶格中模拟含超冷原子的扭曲双层石墨烯。特别地，Bernal堆叠的双层石墨烯的二次带接触使用在每个位点上具有$p_x$、$p_y$和$d_{x^2-y^2}$轨道的正方形光晶格来模拟，而扭曲的效果通过施加无公度电势来捕获。二次带接触是稳定的，直到系统在动量空间中经历类似Anderson的离域跃迁，这伴随着强重整化的单粒子谱诱导平坦带，这是Dirac半金属中实现的魔角条件的推广。的能带结构描述微扰的准周期的潜在的强度，它捕获的迷你带的形成和魔角的存在，定性地同意在适当的制度与精确的数值结果。我们确定了几个魔角条件，可以使部分或全部的二次带接触点成为平坦的。在每种情况下，这些都伴随着发散的态密度和平面波本征态的离域。讨论了如何在超冷原子实验中观察到这些相变和相变。
2021-12-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov state to topological superfluidity transition in bilayer spin-orbit coupled degenerate Fermi gas
最近提出了一种在双层几何结构中产生超冷原子玻色子的2D Rashba型自旋轨道耦合（SOC）的方案[S.- W. Su等人，Phys. Rev. A \textbf{93}，053630（2016）]。在这里，我们研究的超流性的简并费米气体的影响，在这样的双层系统的SOC。我们证明了一个Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）状态出现在小到中等的原子-光耦合的制度。与普通的SOC相比，在双层系统中出现FFLO状态，而无需添加任何外部场或自旋极化。随着原子-光耦合的增加，系统可以从FFLO态过渡到拓扑超流态。这些发现也证实了BdG模拟与弱谐波陷阱添加。
2017-05-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Controlling interactions between highly-magnetic atoms with Feshbach resonances
本文综述了大磁矩原子和亚稳原子偶极量子气体的实验和理论研究进展。我们强调的各向异性性质的费什巴赫共振由于耦合到快速旋转的共振分子态的超冷s波碰撞中的磁性原子之间的外部磁场。分析了磁性$^7$ S $_3$ Cr和磁性镧系元素原子在4f壳层和非零电子角动量下共振态分布的显著差异。我们专注于镝和铒作为重要的实验进展，最近已经取得了冷却和创造量子简并气体为这些原子。最后，我们描述了在定位共振的亚稳磁性原子在电子P状态与基态原子的碰撞，其中存在的碰撞各向异性和自旋轨道耦合之间的相互作用的进展。
2014-10-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Emergent Kitaev materials in synthetic Fermi-Hubbard bilayers
Harvard University（哈佛大学）；Institute of Fundamental Physics IFF-CSIC（CSIC基础物理研究所）
本研究提出基于拉曼光晶格超冷费米子构建合成费米-哈伯德双层系统，推导有效自旋哈密顿量，证实该平台可模拟Kitaev材料相关物理，为研究量子自旋液体提供新途径。
2025-10-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Topological superfluid in a fermionic bilayer optical lattice
本文在光晶格上的s波超流附近的C= 1拓扑绝缘体中，设计了一个具有无隙边态和非阿贝尔任意子的拓扑超流相，其中有效规范场和层依赖的塞曼场与超冷费米子原子赝自旋耦合.我们还研究了它的拓扑性质，并利用随机相位近似方法计算了它的相位刚度。最后，我们利用重整化群论的方法导出了Kosterlitz-Escherless跃迁的温度。由于非阿贝尔任意子的存在，这种C=1拓扑超流体可能成为拓扑量子计算的一个可能候选者。
2012-09-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Interaction-induced reentrance of Bose glass and quench dynamics of Bose gases in twisted bilayer and quasicrystal optical lattices
研究超冷Bose气体在准晶光学晶格中的基态与动力学，发现相互作用诱导Bose玻璃到超流相的转变及高填充下的再入现象，并揭示了相间淬火产生强烈瞬态响应的动力学特征。
2025-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
p-wave Superfluid Phases of Fermi Molecules in a Bilayer Lattice Array
研究了二维平行正方晶格中偶极费米分子超冷气体中p=p_x+ip_y超流相的出现。正如两体研究所示，在每一层中，在相反方向上取向的偶极矩是我们的平均场分析的关键成分，从非常规超流性预测。T=0相图总结了我们的发现：稳定和亚稳定的超流相出现作为偶极-偶极相互作用耦合参数的函数。一个一级相变，从而在不同密度的超流相的混合物，揭示了从共存曲线在亚稳区。我们的模型预测，在0.6 nK下，在尺寸为a = 532 nm的光晶格中的NaK分子中可以实验观察到这些超流相
2018-06-14 cond-mat.quant-gas
Field-control of symmetry-broken and quantum disordered phases in frustrated moiré bilayers with population imbalance
本研究针对过渡金属二硫化物莫尔双层等体系对应的四味海森堡模型，结合多种理论方法分析外场调控下的失衡区域，发现多种对称性破缺相及连接不同极限自旋液体的强涨落无序相，并揭示了强极化率的成因。
2023-11-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Rashba-type Spin-orbit Coupling in Bilayer Bose-Einstein Condensates
利用双层结构中的二分量原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），探索了一种产生超冷原子Rashba自旋轨道耦合（SOC）的新方法.如果原子在由两个自旋和两个层态组成的四个组合自旋层态之间完成循环跃迁后拾取π相，则产生Rashba型SOC。通过结合层内拉曼耦合和层间激光辅助隧穿来实现自旋层态的循环耦合。我们从理论上确定了不同强度的原子-原子相互作用和激光辅助耦合下自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚的基态相位。结果表明，双层方案提供了一个不同的基态相图。在原子-光耦合的中间范围内，自发地产生了两个交错的半skyrmions和半antiskyrmions晶格。在强耦合区，形成Rashba型的SOC，基态代表平面波或驻波相位取决于原子之间的相互作用。变分分析表明，在一个很好的协议与数值结果。
2016-06-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Time-reversal-invariant spin-orbit-coupled bilayer Bose-Einstein Condensates
在自旋轨道耦合电子系统中，时间反演不变性对许多奇异量子相，特别是拓扑非平凡态起着至关重要的作用。最近实现的自旋轨道耦合冷原子系统，然而，缺乏时间反演对称性，由于不可避免地存在一个有效的横向塞曼场。我们解决这个问题，通过分析一个现实的计划，以保持时间反转对称性的自旋轨道耦合超冷原子，使用厄米高斯激光诱导拉曼跃迁，保持自旋层时间反转对称性。我们发现，该系统的量子态形成Kramers对，导致在任意大的拉曼耦合的最低的两个频带的安全保护的间隙关闭。我们还表明，玻色气体在这种设置表现出相互作用引起的层条纹和均匀的阶段，以及有趣的自旋层对称性和自旋层相关。
2018-06-22 cond-mat.quant-gas
Tunable symmetry-protected higher-order topological states with fermionic atoms in bilayer optical lattices
提出在双层光学晶格中利用双光子失谐与塞曼位移产生超冷原子拓扑边界态，实现了受对称性保护且位置可调的高阶拓扑相。
2022-09-29 cond-mat.quant-gas
Nonlinearity-induced dynamical self-organized twisted-bilayer lattices in Bose-Einstein condensates
本文提出利用BEC中原子间非线性相互作用耦合不同层，动力学自组织地诱导出可公度与不可公度莫尔超胞结构，并展示平带物理，揭示非线性与扭转电子学的联系。
2024-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.PS
Probing chiral edge dynamics and bulk topology of a synthetic Hall system
量子霍尔系统的特征在于霍尔电导的量子化，霍尔电导是植根于底层量子态的拓扑结构的体性质。在凝聚态设备中，材料的不完美性阻碍了与简单拓扑模型的直接连接。人工系统，如光子平台或冷原子气体，通过启用特定的拓扑探针或灵活的操纵（例如使用合成维度），开辟了新的可能性。然而，拓扑性质的相关性需要大量的概念，这是在以前的作品中使用有限大小的合成尺寸失踪。在这里，我们实现了一个量子霍尔系统，使用超冷镝原子，在一个二维几何形成的一个空间维度和一个合成的原子自旋$J=8$编码的维度。我们证明了大量的磁子能级导致不同的体积和边缘行为。此外，我们测量霍尔漂移和重建当地的陈省身标记，观察到的，迄今为止，实验无法访问。在合成维度的中心--17个状态中的11个状态--陈省身标记达到了拓扑系统预期量化值的98（5）%。我们的研究结果铺平了道路，实现拓扑多体相位。
2021-01-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Larkin-Ovchinikov superfluidity in time-reversal symmetric bilayer Fermi gases
Larkin-Ovchinnikov（LO）态结合了超流性和对序参量的空间周期性，表现出超固体性质，在凝聚态物理和超冷原子中引起了广泛的关注。传统上，从内禀s波相互作用系统中实现LO态需要打破时间反演（TR）对称性，有时还需要打破空间反演（SI）对称性。在这里，我们报告了一个新的预测，LO态可以实现在TR和SI对称系统表示的双层费米气体受到激光辅助层间隧穿。我们表明，层内s波原子相互作用有效地作为一个p波相互作用的赝自旋空间。这提供了独特的配对效应，在本系统与pseudspin自旋轨道耦合，并导致一个自发的密度调制的配对秩序预测在一个非常广泛的参数制度。与传统方案不同，我们的结果不依赖于自旋不平衡或外部塞曼场，显示了一种高度可行的方法来观察长期寻求后LO超流相使用激光辅助双层费米气体。
2019-02-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Ultradilute quantum liquid of dipolar atoms in a bilayer
我们表明，超稀量子液体可以形成超冷玻色子偶极原子在双层几何形状。与以前实现的超稀液体相反，没有必要用额外的排斥短程势来稳定系统。所提出的系统的优点是偶极相互作用本身就足以产生自束缚态，并且不需要额外的短程电势来稳定。我们进行量子蒙特卡罗模拟，并找到一个丰富的基态相图，包含液体，固体，原子气体和分子气相之间的量子相变。液相的稳定机制是一致的，其中有效的二聚体-二聚体的吸引力是由一个有效的三-二聚体排斥平衡的微观情况。液体的平衡密度非常小，可以通过层间距离来控制。从状态方程中，我们提取了旋节密度，低于该密度，均匀系统会破裂成液滴。我们的研究结果提供了一个新的例子，在一个干净的和高度可控的设置二维相互作用的偶极液体。
2022-02-11 cond-mat.quant-gas
Exploration of doped quantum magnets with ultracold atoms
在过去的十年里，量子模拟器，特别是光晶格中的冷原子，已经成为研究强关联量子物质的有价值的工具。这些实验现在正在达到在数字上难以或不可能进入的制度。特别是他们已经开始履行承诺，这已大大有助于定义和塑造领域的冷原子量子模拟，即探索掺杂和挫折的量子磁体和搜索的起源高温超导的费米子哈伯德模型。尽管未来面临许多挑战，例如需要进一步降低实验可达到的温度，但已经出现了显着的研究。其中，一维系统中的自旋-电荷分离已被证明，二维系统中的扩展范围反铁磁性已被观察到，与现代大规模数值模拟的连接，并在有限掺杂下与微观试验波函数进行了前所未有的比较。在许多方面，该领域已经获得了新的领域，将旧的想法进行了新的测试，并为下一代物理学家提供了新的见解和灵感。本文的第一部分回顾了近年来费米-哈伯德模型的冷原子实现所取得的成果。在本文的第二部分中，考虑到场的阶段设置和当前状态，我们提出了冷原子探索的新方向：即混合维双层系统，其中电荷运动被限制在通过自旋交换保持耦合的单个层。我们提出了一种新的，强大的配对机制，在这些系统中，这使得形成的空穴对在实验上可访问的，达到高温。
2021-07-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Optical cooling and trapping of highly magnetic atoms: The benefits of a spontaneous spin polarization
从长程相互作用系统的研究到规范场的模拟，开壳层镧系原子的大磁矩和窄光跃迁为超冷量子气体领域开辟了新的方向。至于其他原子物种，磁光阱（MOT）是实验的工作马，但由于原子的大电子自旋，其操作具有挑战性。在这里，我们提出了一个窄线镝MOTs的实验研究。我们表明，辐射压力和引力的组合导致电子自旋的自发极化。的自旋组合物测量使用斯特恩-格拉赫分离的自旋水平，揭示了气体变得几乎完全自旋极化大的激光频率失谐。在这种情况下，我们达到了MOT的最佳操作，样品通常为$3\times 10^8$原子，温度为15\，$μ$ K。自旋极化降低了辐射冷却描述的复杂性，这允许一个简单的模型来解释我们的测量。我们还测量了密度依赖的原子损失率，发现与基于光诱导范德华力的模型很好的一致。在自旋极化区达到最小的两体损失率$β\sim 2\times10^{-11}\,$ cm $^{3}$ /s。我们的结果构成了一个基准的磁性镧系原子的超冷气体的实验研究。
2017-02-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Interplay of interlayer pairing and many-body screening in a bilayer of dipolar fermions
在费米子偶极子的双层系统中，对两层之间的吸引相互作用的强度的完全控制导致BCS-BEC交叉。在这里，使用BCS平均场论，我们研究这样的交叉在对称双层的超冷偶极费米子的偶极矩是垂直于层。特别是，我们研究了两层之间的配对和层间相互作用的多体屏蔽是如何相互影响的。我们比较结果的配对与三种不同的近似层间相互作用，即裸偶极-偶极相互作用，随机相位近似筛选在正常阶段，和自洽的超流相筛选内的随机相位近似。我们发现，在弱耦合的屏蔽进一步抑制配对，而在强耦合，屏蔽将被抑制，由于在准粒子谱的配对间隙。因此，为了得到正确的相图和序参量，在小的和大的层间距和密度下，有必要在相等的基础上对屏蔽和配对进行自洽处理。我们还注意到，高度推测的密度波不稳定性在双层与平行极化的偶极子在两个层只是一个不正确的屏蔽方案的文物。
2017-10-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Quantum anomalous Hall phase in synthetic bilayers via twistless twistronics
我们最近提出了基于超冷原子和合成维度的“类双光子”物理学的量子模拟器[Phys. Rev. Lett. 125，030504（2020）]。从概念上讲，该方案是基于这样的想法，即通过识别具有合成空间维度的被困原子的内部状态，将具有所需几何形状的物理单层光晶格升级为合成双层系统。通过激光诱导拉曼跃迁可以精确地控制两层晶格内态之间的耦合，通过空间调制层间耦合，可以在晶格上直接压印出莫尔条纹，而不需要对层进行物理扭曲。这种方案实际上导致了整个晶格的均匀图案，并具有可广泛调节的层间耦合强度的额外优势。后一个特点有利于工程的平带在更大的“魔”角，或更直接，为较小的单位细胞比在conventionaltwisted材料。在本文中，我们扩展了这些想法，并证明了我们的系统在适当的条件下表现出topologicalband结构。为了实现非平凡的能带拓扑结构，我们考虑imanaginarynext-to-nearest neighbor隧穿，驱动系统进入量子反常霍尔相位。特别地，我们关注三组能带，它们的Chern数三元组可以与平凡绝缘体（0，0，0）、标准非平凡绝缘体（-1，0，1）和非标准非平凡绝缘体（-1，1，0）相关联。我们确定了这三种情况发生的参数制度。我们发现了反常霍尔相的存在和拓扑边缘态的出现。我们的工作为在不使用ATWIST的情况下进行双电子学拓扑效应的实验开辟了道路
2020-08-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A two-dimensional realization of the parity anomaly
Laboratoire Kastler Brossel, Collège de France, CNRS, ENS-PSL University, Sorbonne Université（卡斯勒-布罗塞尔实验室, 法兰西公学院, 法国国家科学研究中心, 巴黎文理研究大学, 索邦大学）
研究在合成二维系统中观察到量子反常霍尔响应，通过耦合连续空间维度与合成维度，实现了可调的陈数为0和1的能带，揭示了奇点异常的拓扑结构和保护机制。
2026-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum gas microscopy with spin, atom-number and multi-layer readout
超冷原子在光晶格中的原子和位置分辨实验为强关联材料的模拟提供了一个强有力的平台。在这封信中，我们提出了一个工具箱的隧道耦合双层简并量子气体的制备，控制和现场分辨检测。使用碰撞封锁，我们工程师占领依赖的平面间运输，使我们能够规避光辅助对损失成像过程中，每个站点和计数n=0至n=3原子。我们获得的第一个数字和网站解决的莫特绝缘体“婚礼蛋糕”结构的图像，并观察到出现反铁磁有序磁量子相变。我们还能够采用双层系统的两个超精细状态的混合物的自旋分辨读出。这项工作打开了大门，直接检测纠缠和Kosterlitz无源型相动力学，以及耦合平面量子材料的研究。
2015-04-20 cond-mat.quant-gas
Full-Continuum Ultrafast Quantum Gas Microscopy
Institut für Quantenoptik und Quanteninformation, Österreichische Akademie der Wissenschaften（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）；Universität Innsbruck, Fakultät für Mathematik, Informatik und Physik, Institut für Experimentalphysik（因斯布鲁克大学数学、信息与物理学院实验物理系）
本研究实现了连续空间中超冷$^{162}$Dy气体的超快原子分辨荧光显微术，构建统计构型推断模型实现原子位置与多重性的高保真重构，拓展了量子气体显微术的应用范围。
2026-10-26 cond-mat.quant-gas
Connecting single-layer $t$-$J$ to Kondo lattice models: Exploration with cold atoms
Max-Planck-Institute for Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
本文通过冷原子实验探索单层$t$-$J$模型与Kondo晶格模型的连接，展示通过调节层间Kondo耦合可实现两种物理体系的连续调控。
2025-12-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Three-Body Interacting Bosons in Free Space
我们提出了一种方法来控制两个和三体相互作用的超冷玻色气体在任何维度。该方法要求我们有两个耦合的内部单粒子态的能量分裂，使上层状态被占用，但在碰撞过程中充分。通过改变系统参数，可以关闭两体相互作用，同时保持强的三体相互作用。该机制可以实现偶极玻色子在双层结构与隧道或在原子系统中使用射频场耦合两个超精细状态。然后，人们可以观察到一个纯粹的三体相互作用气体，稀释的自陷液滴，成对的超流相，Pfweian状态和其他奇异现象。
2014-03-11 cond-mat.quant-gas
Cooling schemes for two-component fermions in layered optical lattices
近年来，人们提出了双层光晶格中超冷原子的冷却方案[A.康德等人，arXiv：1609.03579]。在他们的方案中，两层之间的能量偏移动态地增加，使得一层的熵被转移到另一层。使用全希尔伯特空间的方法，我们计算冷却动力学的计划，以表明他们的计划未能冷却两个组件费米子。我们提出了一种两组分费米子的冷却方案，其中一层的自旋交换相互作用显著降低。使用全希尔伯特空间和矩阵乘积态方法，我们发现我们的方案可以降低另一层的温度大约一半。
2017-10-03 cond-mat.quant-gas
Spin-orbital dynamics in a system of polar molecules
固体中的自旋轨道耦合（SOC）通常起源于晶体电场中的电子运动。它是理解各种自旋输运和拓扑现象的关键，例如马约拉纳费米子和最近发现的拓扑绝缘体。因此，实现和控制自旋轨道耦合是非常可取的，并可能为探索独特的量子物理开辟未开发的机会。在这里，我们表明，偶极-偶极相互作用可以产生一个有效的SOC在二维超冷极性分子气体。该SOC产生具有非平凡Berry相位$2π$的手征激发。这些激发，我们称之为\emph{chirons}，类似于双层石墨烯中的低能准粒子，并且无论量子统计和任意的动能与相互作用能的比率如何，都会出现。手征子表现在自旋密度分布、自旋电流和自旋相干性的动态中，即使对于钉扎在深光晶格中的分子也是如此，并且在当前的实验中应该是可观察的。
2014-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum halo states in two-dimensional dipolar clusters
本文研究双层几何中玻色偶极原子的少体束缚态，提出含多达六个原子的量子晕态，并揭示大层间距近对称与近解束缚阈值高度各向异性两类结构。
2021-01-15 cond-mat.quant-gas
Increasing superconducting $T_c$ by layering in the attractive Hubbard model
本文通过无负号行列式量子蒙特卡罗模拟研究吸引哈伯德模型中的层叠效应，发现双层和简单立方晶格结构可分别将超导临界温度提高至单层的1.5至1.7倍和超出单层最大值30%。
2024-11-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Quantum Monte Carlo study of few- and many-body Bose systems in one and two dimensions
在这篇论文中，我们报告了一组量子少体和多体系统的基态性质的详细研究，在一维和二维的不同类型的相互作用，使用量子Monte Carlo方法。然而，这项工作的主要重点是研究超冷玻色系统的基态性质的偶极-偶极粒子之间的相互作用。我们考虑的情况下，玻色子被限制在一个双层和多层的几何形状，由等间距的二维层。这些层可以通过在一个方向上施加紧密限制来实验性地实现。我们专门研究新的量子相，它们的性质，以及它们之间的转换。人们预计这些系统将具有丰富的少体相和多体相集合，因为偶极-偶极相互作用是各向异性的且准长程的。
2021-04-26 cond-mat.quant-gas
Quantum simulation of material-specific Hubbard models with alkaline-earth atoms
Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；Institute of Advanced Intelligence and Computing (IAIC), Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（先进智能与计算研究所（IAIC），科学技术研究局（A*STAR））
本研究提出基于费米子碱土原子的量子模拟架构，可实现多轨道材料哈密顿量关键组分的可编程控制，以双层镍酸盐La₃Ni₂O₇的四带哈密顿量为基准验证了该架构的可行性，为构建可编程超冷原子量子模拟器提供了通用途径。
2026-10-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Chiral spin liquid state of strongly interacting bosons with a moat dispersion: a Monte Carlo simulation
本文通过蒙特卡洛模拟研究具有护城河色散的二维强相互作用玻色子系统，确定手征自旋液态化学势标度关系成立的密度窗口，并给出相图及实验观测密度估计。
2023-05-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
