On the effective Dirac equation for ultracold atoms in optical lattices: role of the localization properties of the Wannier functions
根据Witthaut等人的建议，我们回顾了一维双色光晶格中超冷原子的有效狄拉克方程的推导。Phys.Rev.A84，033601（2011）。我们讨论了如何这样的推导-基于一个合适的旋转的布洛赫基础上的粗粒化近似-是受影响的选择的Wannier函数进入粗化过程。我们表明，在一般情况下，通过旋转原始布洛赫带的最大本地化的Wannier函数得到的Wannier函数可以充分本地化，以证明粗粒化近似。我们还评论旋转之间的关系需要实现狄拉克形式和标准的Foldy-Wouthuysen变换。我们的研究结果提供了一个坚实的基础Salger等人的实验结果的解释。107，240401（2011）中的有效狄拉克动力学。
2014-01-09 cond-mat.quant-gas hep-ph
Effective spin model for interband transport in a Wannier-Stark lattice system
我们证明了倾斜双带玻色-哈伯德模型中的带间动力学在带间共振振荡的情况下可以简化为一个解析的自旋模型。这使我们能够预测由于粒子间相互作用而衰减和恢复的这些振荡的恢复时间。所提出的映射到自旋模型和因此实现的复杂性的减少有有趣的前景，为未来的多体系统的研究。
2010-10-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Modulation-assisted tunneling in laser-fabricated photonic Wannier-Stark ladders
我们观察到Wannier-Stark局域化弯曲光子晶格，实现使用阵列的倏逝耦合光波导。通过正确调整晶格中的位间耦合强度，我们观察到随着晶格曲率的增加，Wannier-Stark态变得越来越局域化，并最终完全局域化到一个位置。然后，我们证明，隧道可以成功地恢复在晶格中通过施加正弦调制的晶格位置，一种效果，这是一个直接模拟的光子辅助隧穿。这种通过激光制造的现场调制对隧穿矩阵元的精确调谐，为在光子晶格中创建规范场开辟了一条新的途径。
2015-05-20 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Dynamics and fragmentation of bosons in an optical lattice inside a cavity using Wannier and position bases
本文对比位置基与单带Wannier基对横向泵浦含腔内光晶格的腔中BEC动力学的预测差异，结合截断Wigner近似分析BEC碎裂动力学及泵浦强度的影响。
2025-11-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Wannier solitons in spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates in optical lattices with a flat-band
研究自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体在光学晶格中从平带分叉出的瓦尼尔孤子及其稳定性，并构造稳定的瓦尼尔呼吸子，其行为由少模模型描述，频率受原子间相互作用调控。
2023-06-29 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Surface-modified Wannier-Stark states in a 1D optical lattice
研究了原子在垂直一维光晶格中的能谱。我们提出了一个有效的模型来描述原子和表面之间的相互作用在任何距离。我们的模型包括长程Casimir-Polder势和短程Lennard-Jones势，这两个势相对于光晶格势被认为是非微扰的。我们发现一个复杂的能谱，其中包含一对松散的束缚态本地化靠近表面除了表面改性的Wannier-Stark阶梯在长距离。本文提出了利用原子-表面态的松散束缚态进行原子干涉的方法来研究原子在反射镜上的吸附动力学。
2016-09-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Twonniers: Interaction-induced effects on Bose-Hubbard parameters
我们研究了在光晶格中的在格点排斥作用对计算超冷原子参数的局域Wannier函数展宽的影响。为此，我们用从考虑相互作用的精确解获得的两粒子Wannier函数（“Twonniers”）来代替不包含任何关于相互作用的信息的常见单粒子Wannier函数。然后，我们使用这些相互作用相关的基函数来计算玻色-哈伯德模型参数，表明它们在低和高的晶格深度有很大的不同，从使用单粒子Wannier函数计算的。我们的研究结果表明，密度的影响是不可忽略的许多参数范围内，需要考虑在计量实验。
2017-07-26 cond-mat.quant-gas
Nonequilibrium Nonlinear Effects and Dynamical Boson Condensation in a Driven-Dissipative Wannier-Stark Lattice
本研究针对驱动耗散Wannier-Stark晶格玻色子系统，通过数值模拟揭示了弱相互作用下玻色子凝聚于单Wannier-Stark态、强相互作用下出现类Bloch振荡等非平衡现象，并给出含混沌区域的相图，为光子及超冷气体实验提供指引。
2024-08-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Wannier-Stark flatbands in Bravais lattices
在静态均匀直流场的作用下，我们系统地构造了空间维$d \geq 2$中简单Bravais晶格紧束缚模型的平带（FB）.相应的直流电场方向产生垂直于$d - 1$维的Wannier-Stark（WS）带，具有$d$维本征函数。在垂直于直流场的任何方向上，晶格位置之间没有最近邻跳跃，不可约带变成无色散的平带。产生平带的公度方向的数目是测度1。我们到达一个完全停止的传输，与直流场禁止沿场方向的传输，和平带禁止在所有垂直方向的传输。各向异性的平带本征态至少是局部化的（比指数更快）。
2021-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas quant-ph
Formations of generalized Wannier-Stark ladders: Theorem and applications
本文提出广义Wannier-Stark梯度存在性定理，适用于平移对称系统，并通过扩展Bose-Hubbard模型验证，发现关联玻色子在共振条件下呈现显著Bloch-Zener振荡。
2025-01-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Topological phases of dipolar particles in elongated Wannier orbitals
我们证明了在二维超冷偶极气体中，在一类特殊的光晶格上，可以出现分数激发的拓扑相。由于偶极相互作用和晶格限制，量子二聚体模型自然成为描述这些系统在良好控制近似下的低能行为的有效理论。通过控制轨道二聚体的各向异性和粒子的偶极矩来实现相互作用能尺度的期望层次。实验实现和检测的各个阶段进行了讨论，以及量子计算的可能相关性。
2010-04-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Loading of bosons in optical lattices into the p band
我们提出了一种将位于光晶格最低s带的玻色子原子转移到第一激发p带的方法。我们的想法取决于加速晶格相邻位置之间的共振隧穿。加速度有效地移动了每个站点上的准束缚能，使得系统可以被转换为Wannier-Stark阶梯问题。通过调整加速常数，可以实现s带和p带之间的共振隧穿。在平均场模型中，考虑到87 Rb原子，我们证明了从s带到p带的布居转移效率约为95%。考虑了原子-原子相互作用产生的非线性效应，以及准束缚Wannier-Stark态与连续介质的耦合。
2011-08-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optimal time-dependent lattice models for nonequilibrium dynamics
晶格模型在理论物理和凝聚态物理中有着丰富的应用。一般来说，晶格模型包含时间无关的跳跃和相互作用参数，这些参数来自于非相互作用问题的Wannier函数。在这里，我们提出了一个新的概念的基础上的时间相关的Wannier函数和变分原理，导致最佳的时间相关的晶格模型。作为一个应用，我们使用玻色-哈伯德模型与时间相关的Wannier函数研究淬火方案涉及更高的频带。我们发现在动力学中时间尺度的分离，并表明，在某些情况下，量子系统的多带非平衡动力学可以得到基本上在单带模型的成本。
2011-04-18 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
Noise assisted transport in the Wannier-Stark system
我们研究了一个额外的晶格势的存在下，驱动的谐波噪声过程，改变过渡率从地面带的第一个激发带在Wannier-Stark系统。除了数值模拟，我们提出了两个模型，捕捉动态的基本特征。第一个模型使用噪声驱动的朗道-齐纳近似，描述了整个系统的短时间演化非常好。第二个模型假设噪声过程的相关时间比系统的内部时间尺度大得多，但它可以很好地估计观测到的跃迁速率，并给出了一个简单的动态解释。其中一个重要的结果是，我们得到了一个方法来控制带间跃迁的第二晶格的帮助下。这可以在最先进的实验中使用玻色-爱因斯坦凝聚体或工程势中的光脉冲来容易地实现。
2013-02-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Constructive impact of Wannier-Stark field on environment-boosted quantum batteries
本文研究Wannier-Stark场对Hubbard模型量子电池充电性能的影响，发现存在临界场强可提升功率，并揭示费米子电池在高温热浴下无需充电即可通过环境辅助ergotropy提取功。
2025-01-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Multi-band and nonlinear hopping corrections to the 3D Bose-Fermi Hubbard model
最近的实验揭示了高带效应对于深光晶格中超冷玻色子原子或玻色子和费米子的混合物的莫特绝缘体（MI）-超流转变（SF）的重要性[Best \emph{et al.}，PRL \textbf{102}，030408（2009）; Will \emph{et al.}，Nature \textbf{465}，197（2010）]。在目前的工作中，我们推导出一个有效的最低带哈密顿在3D中，推广了标准玻色费米哈伯德模型考虑这些影响，以及非线性校正介导的种间相互作用的隧道振幅。结果表明，一个正确的描述的晶格态的裸晶格Wannier函数，而不是近似，如谐振子状态是必不可少的。与基于有效Wannier函数的自洽方法相反，我们的方法提供了一个定量解释，观察到的超流相的减少排斥种间相互作用。
2011-04-12 cond-mat.quant-gas
Ab initio calculation of Hubbard parameters for Rydberg-dressed atoms in an one-dimensional optical lattice
在最大局域Wannier态的基础上，从头算得到了一维正弦光晶格中里德伯缀饰原子的Hubbard参数。有限范围的软核原子间相互作用成为里德伯混合原子的特征，它可以扩展到许多相邻的晶格位置。与偶极气体相反，在偶极气体中，相互作用遵循逆立方定律，里德伯修饰的相互作用的关键特征是使相邻耦合与现场耦合具有相同量级的可能性。最大局部化的Wannier函数通常通过扩展最小化程序[Phys.Rev.B56，12847（1997）]计算，并且当考虑孤立的Bloch带集合时，总是发现除了平凡的全局相位之外是实函数。对于孤立的单个布洛赫带，上述过程简化为一个简单的准动量相关幺正相变。在这里，而不是最小化的传播，我们采用对角相位变换，消除了Wannier函数的虚部。由此产生的Wannier状态被发现是最大限度地本地化，并在精确的协议，通过扩展最小化程序获得的。使用，我们计算的Hubbard耦合从里德伯混合相互作用，包括占主导地位的密度辅助隧穿系数。最后，我们提供了现实的晶格参数的最先进的实验里德堡缀饰铷装置的状态。
2016-07-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Large effective three-body interaction in a double-well optical lattice
研究了具有两个局部极小的光晶格中的超冷原子，证明了仅存在两两相互作用的多带玻色-哈伯德（BH）哈密顿量的低能态等价于存在强三体相互作用的有效单带哈密顿量.我们研究了双阱光晶格，它具有沿$x$轴对称的双阱结构和沿垂直方向的单阱结构。通过精确的能带结构计算和数值构造的Wannier函数，得到了两体相互作用能，从而构造了最低两个能带的BH哈密顿量。我们的有效汉密尔顿量是从两个最低能带的Wannier函数所跨越的子空间内获得的每个单胞的$N$ -原子汉密尔顿量的基态构造的。该模型包括相邻晶胞的基态之间的跳跃。我们表明，这样一个有效的哈密顿量有很强的三体相互作用，可以很容易地调整通过改变晶格参数。最后，依靠数值平均场模拟，我们表明，有效的哈密顿量是一个很好的近似的两带BH哈密顿量在很宽的晶格参数范围内，无论是在超流和莫特绝缘体地区。
2015-07-16 cond-mat.quant-gas
Bose-Hubbard model in a ring-shaped optical lattice with high filling factors
研究了环形光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的高势垒量子隧穿机制。通过基变换，将“涡旋”Bloch态集合与Wannier型局域波函数集合相联系，导出了广义Bose-Hubbard哈密顿量.除了通常的跳跃率条款，这样的哈密顿量考虑到相互作用驱动的隧穿过程，这是在高填充因子发挥主要作用，当标准的跳跃率参数原来是负的。通过计算Bloch态的能量和原子流，我们证明了这样的跳跃率必须用一个包含相互作用驱动的跳跃率的附加贡献的有效跳跃率参数来代替.这种贡献在高填充因子下是至关重要的，因为它保留了有效跳频速率参数的正性。类万尼尔态和超流基态的每个粒子的能量之间的能级交叉被解释为在每个晶格位置处具有宏观占据态的配置的过渡的签名。
2011-07-06 cond-mat.quant-gas
Maximally localized Wannier functions for ultracold atoms in one-dimensional double-well periodic potentials
本文讨论了一种构造广义Wannier函数的方法，该函数最大限度地局限于每个单胞具有双阱的一维周期势的极小值。根据（Marzari M and Vanderbilt D 1997 Phys. Rev. B 56，12847）的方法，我们考虑了一组具有最小扩展的带混合Wannier函数，并设计了一个复合两带系统Bloch函数的两步规范变换.该方法适合于有效地计算将连续系统映射到离散格点模型所需的紧约束系数。他们的行为进行了分析，在这里作为一个功能的对称性的双阱（包括宇称破缺的可能性），在一个可行的实验参数范围内。
2012-03-20 cond-mat.quant-gas hep-ph
Effective multi-body induced tunneling and interactions in the Bose-Hubbard model of the lowest dressed band of an optical lattice
我们构造了有效的最低带玻色-哈伯德模型，并结合相互作用引起的现场相关。该模型是基于梯形算子的本地相关态，这偏离了通常的Wannier创建和湮灭，允许最合适的单带低能量描述的形式的扩展玻色-哈伯德模型的系统建设。该模型的梯形算子公式不仅自然包含了以前发现的有效的多体相互作用，而且还包含了多体诱导的单粒子隧穿，对隧穿和最近邻相互作用过程的高阶。同一模型的另一种描述可以用与职业相关的玻色-哈伯德参数来表示。这些多粒子效应可以增强使用费什巴赫共振，导致的修正，这是很好的实验范围内和意义的超冷玻色子原子的相图中的光晶格。我们分析的能量减少机制的相互作用原子在一个本地的晶格网站，并表明，这不能解释只有一个空间加宽的Wannier轨道上的单粒子水平，忽略相关性。
2012-08-21 cond-mat.quant-gas
Tight-binding models for ultracold atoms in optical lattices: general formulation and applications
利用复合能带的最大局域化Wannier函数概念，可以恰当地定义光晶格超冷原子的紧束缚模型。这种方法的基本原理在这里进行审查，随着不同的应用程序，晶格势与两个最小值每个晶胞，在一个和两个空间维度。两个独立的方法计算紧束缚系数-一个从头算，最大本地化的Wannier函数的基础上，其他通过解析表达式的能量谱-被认为是。在一维情况下，紧束缚系数可以通过设计一个特定的规范变换来获得，我们考虑了两个最低带之间的准共振的情况下，s和p轨道之间的。在后一种情况下，作用的Wannier函数在推导一个有效的狄拉克方程也进行了审查。然后，我们考虑的情况下，一个二维的蜂窝潜力，特别强调的Halflit模型，它的相图，和故障的Peierls替代。可调蜂窝晶格，其特征在于可移动的狄拉克点，也被认为是。最后，一般考虑处理的相互作用条款。
2016-02-01 cond-mat.quant-gas hep-ph
Bloch oscillations of spin-orbit-coupled cold atoms in an optical lattice and spin current generation
研究了一维光晶格中自旋轨道耦合冷原子气体的布洛赫振荡动力学。系统的本征谱被确定为两个相互贯穿的Wannier-Stark阶梯。在此基础上，我们对Bloch振荡动力学进行了细致的分析，发现Wannier-Stark阶梯中相邻阶梯间的阶梯内耦合导致普通Bloch振荡，而阶梯间耦合导致叠加在其上的小振幅高频振荡，特别是自旋轨道相互作用破坏了伽利略不变性，这可以通过加速坐标系中两个自旋分量的异相振荡来反映.并探讨了在该系统中产生自旋流的可能性。
2019-02-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Correlated metallic two-particle bound states in Wannier--Stark flatbands
当暴露于相称的DC场时，空间维度$d \geq 2$中简单布拉维晶格上的紧束缚单粒子模型由于形成Wannier-Stark平带而导致完全不存在输运[Phys. Rev. Res. $\textbf{3}$，013174（2021）]。单粒子态以阶乘方式局域化，即，比指数更快。在这里，我们引入两个这样的粒子之间的相互作用，部分解除本地化，并导致在垂直于DC场的方向上传播的金属两粒子束缚态。我们证明了这种效果，使用一个正方形晶格与哈伯德相互作用。我们应用微扰理论的相互作用强度$(U)$ $\ll$跳变强度$(t)$ $\ll$场强$(\mathcal{F})$的制度，并获得在垂直于该领域的方向上的束缚态的群速度的估计。两粒子群速度的标度为$U {(t/\mathcal{F})}^ν$。我们计算的指数$ν$上的DC场的方向上的依赖性和未微扰平带的选择有关的占主导地位的两个粒子的配置。数值模拟证实了我们的预测从微扰分析。
2022-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Effect of Pauli blocking on coherent states of composite bosons
基本玻色子的量子性质可以通过使用称为Glauber态的相干态完全消除。在这里，我们认为复合玻色子（cobosons）由两个费米子和寻找的可能性，擦除玻色子量子性质的字段和费米子量子性质的组成部分，当分布的coboson施密特分解是平坦的Frenkel激子，或本地化的Wannier激子。我们表明，对于Frenkel类cobosons，完全擦除的场量子性质是可能的密度对应于一个相当大的分数的费米子对状态的数量，使coboson在手。在更高的密度下，费米子组分之间的泡利不相容原理戏剧性地显现出来。它诱导：（i）数算符本征值下降到1，数态二阶关联函数上升到2，（ii）相干态分布中通常的尖峰消失，相干态二阶关联函数上升到2.我们也可以为类瓦尼尔的玻色子构造数态和相干态，但它们的形式要复杂得多。最后，我们证明了Pauli阻塞使得coboson相干态与Anderson的相干态有质的不同。
2016-09-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Bosons in a two-dimensional bichromatic quasiperiodic potential: Analysis of the disorder in the Bose-Hubbard parameters and phase diagrams
光晶格中无序的实验实现产生了玻色-哈伯德（BH）参数的分布，如在位势，跳跃强度和相互作用能。通过确定广义Wannier函数和计算相应的BH参数，我们分析了双色准周期势中玻色子的这种分布。利用局域平均场聚类分析，我们研究了相应的无序对相图的影响。我们发现大量的无序的跳跃强度，这产生强烈的偏差，从无序BH模型的相图与完全随机的现场电位。
2015-05-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamics of interacting atoms in driven tilted optical lattices
分析了倾斜光晶格中冷玻色原子的动力学行为，着重讨论了Wannier-Stark局域化的破坏和带塌缩现象。有人认为，实验结果的理解需要彻底考虑相互作用的影响。这些是用于共振驱动的原子的弹道扩散的抑制（驱动频率的倍数与布洛赫频率一致）和用于非共振驱动的原子的无界亚扩散。
2010-07-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Correlated topological pumping of interacting bosons assisted by Bloch oscillations
无扰动泵浦不仅可以实现量子化输运，而且可以避免中等程度的无序，在实验和理论上都受到了越来越多的关注。在这里，我们探讨粒子-粒子相互作用如何影响拓扑输运调制和倾斜的光晶格。不限于wannier状态，我们的计划，确保了一个无色散量子化的运输，即使是初始的相互作用玻色子的类高斯波包，不均匀地占据一个给定的频带。这是因为倾斜势导致布洛赫振荡在整个布里渊区上均匀地采样Berry曲率。在位电势差、隧穿速率和相互作用之间的相互作用对束缚态和散射态的拓扑输运以及拓扑共振隧穿都有贡献。我们的研究加深了对关联效应对拓扑状态的理解，为检测相互作用系统的拓扑性质提供了一种可行的方法。
2022-08-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Nematic quantum liquid crystals of bosons in frustrated lattices
由于在单粒子色散中没有一个唯一的极小值，宏观数量的玻色子可以在此凝聚，所以在阻挫晶格中相互作用玻色子的问题是一个复杂的问题。在这里，我们考虑一个家庭的紧束缚模型与宏观简并的最低能带，从其他带分开的间隙。我们预测形成的奇异状态，自发打破旋转对称性在相对较低的填充。这些状态属于三个不同的阶段：维格纳晶体，超固体和超流体。维格纳晶体相的建立正是在低填充。超固体和超流体相，在较大的填充，通过使用一个投影到平带，建设一个适当的Wannier基，和随后的平均场处理。我们预测的超流体在真实空间中是均匀的，但具有各向异性的动量分布，为玻色凝聚提供了一个新的场景。我们的发现为研究玻色子的微观量子液晶相开辟了一个有希望的方向。
2016-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.soft
