Spontaneous symmetry breaking and collapse in bosonic Josephson junctions
研究了轴向双势阱和横向简谐势阱分别囚禁的原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的吸引态。我们得到的数值，第一次，量子相图，其中包括所有三个相关的阶段的系统：约瑟夫森，自发对称性破缺（SSB），和崩溃。我们还考虑了BEC的相干动力学，并计算了约瑟夫森相和单边带相直至坍缩的布居不平衡模的频率。我们表明，这些阶段可以观察到通过使用超冷蒸汽的7Li原子的磁光阱。
2010-08-28 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Bosonic and fermionic dipoles on a ring
我们发现，偶极玻色子和费米子被限制在一个准一维的环形陷阱表现出丰富的各种状态，因为他们的相互作用是不均匀的。对于纯排斥相互作用，随着偶极耦合强度的增加，存在从气体状状态到非均匀晶体状状态的交叉。对于偶极和环平面之间足够小的角度，存在具有吸引相互作用的区域，并且可以形成聚集态。
2011-07-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bosonic orbital Su-Schrieffer-Heeger model in a lattice of rings
本文研究环晶格中轨道角动量态l=1的玻色子，发现单粒子层面形成两个解耦的Su-Schrieffer-Heeger晶格并具有拓扑保护边缘态，进一步分析双玻色子相互作用下的束缚态与双占据子能带，并用精确对角化验证解析结果。
2023-05-11 cond-mat.quant-gas
Dynamically generating superflow in a bosonic ring via phase imprinting
Zhejiang Sci-Tech University（浙江理工大学）；Fuzhou University（福州大学）
本研究通过数值求解含时薛定谔与Gross-Pitaevskii方程，揭示相位印记法在玻色子环中动态生成超流的微观机制，明确角动量获取与量子化电流的形成路径，并发现相互作用会阻碍超流形成，为相关实验提供指导。
2025-10-21 cond-mat.quant-gas
Spontaneous creation of skyrmions in a two-component Bose-Einstein condensate
本文通过数值求解Gross-Pitaevskii方程，发现双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中重叠的涡旋环在分离时具有动力学不稳定性，会自发形成相连的涡旋环并产生三维斯格明子，其参数范围由Bogoliubov分析确定。
2024-10-16 cond-mat.quant-gas
Al'tshuler-Aronov-Spivak oscillations of bosonic matter-wave beams in the presence of interaction
本文从理论上研究了受导原子激光通过受人工规范场作用的Aharonov-Bohm环的传输。环内无序的存在引起Al'tshuler-Aronov-Spivak振荡，在作为环内所含的有效规范通量的函数的传输的无序平均中可见。这些振荡是由相干后向散射引起的，代表了弱局域化的表现。通过分析和数值计算的基础上的平均场Gross-Pitaevskii近似的传播玻色-爱因斯坦凝聚体，我们表明，一个非常弱的原子-原子之间的相互作用的存在下，环内的Al'tshuler-Aronov-Spivak振荡的反转，在一个非常相似的方式为二维无序势内的玻色-爱因斯坦凝聚体的相干后向散射。截断维格纳方法的基础上的数值模拟表明，这种签名的弱反局域化变得冲刷，如果相互作用强度的增加。
2019-09-06 cond-mat.quant-gas
Non-equilibrium dynamics of bosonic atoms in optical lattices: Decoherence of many-body states due to spontaneous emission
我们详细分析了在光晶格中玻色子原子的加热，由于非相干的光的散射从激光形成的晶格。由于散射到更高能带的原子不会在典型实验的时间尺度上热化，这个过程不能单独用系统中的总能量增加来描述（这是由单粒子效应决定的）。相反，加热涉及加热过程的原子物理学和状态的多体物理学之间的重要相互作用。我们表征了各种系统参数对多体状态的影响，在那里我们观察到强相互作用和弱相互作用制度的加热的重要差异，以及对激光从激发原子态失谐的符号的强烈依赖。我们计算加热速率和变化的特征关联函数的基础上微扰理论计算，和一个随时间变化的计算耗散多体动力学。后者是通过将含时密度矩阵重整化群（t-DMRG）方法与量子轨道技术相结合，使一维系统的量子化成为可能。
2010-09-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
From spontaneous to explicit symmetry breaking in a finite-sized system: Bosonic bound states of an impurity
该研究通过一维环状超冷玻色子系统中的单个吸引性杂质，展示了从均匀态到局域态的转变，并利用少体精确对角化与平均场比较，揭示了对称性破缺机制及质量比调控作用。
2024-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Quench-induced spontaneous currents in rings of ultracold fermionic atoms
本文研究了超冷费米子原子环在淬火至BCS-like配对超流体时自发电流的出现，发现快速淬火下电流的均方绕数遵循标度律，其指数更接近平均场理论预测值，而慢速淬火则表现出非普适效应。
2024-05-31 cond-mat.quant-gas
Spontaneous rotating vortex rings in a parametrically driven polariton fluid
我们提出了在参数驱动的量子流体中的自发旋转涡环的理论预测极化激元-耦合量子阱激子和微腔光子的相干叠加。这些环不仅在没有任何旋转驱动的情况下出现，而且在没有捕获势的情况下出现，在一个已知的模型中定量映射到实验中。首先，我们提出了一种新的参数泵计划的极化激元，与圆对称和径向电流，并表征由此产生的非平衡凝聚。我们表明，该系统是不稳定的，通过调制不稳定性的圆对称性的自发破缺，随后出现一个涡环与大净角动量，在两个拓扑结构不同的状态之一旋转。这样的环是坚固的，并携带独特的实验签名，因此它们可以在新一代极化激元器件中找到应用。
2016-06-28 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Rotating Bose-Einstein condensates with a finite number of atoms confined in a ring potential: Spontaneous symmetry breaking, beyond the mean-field approximation
基于最近对玻色-爱因斯坦凝聚原子在环形/超环面阱中旋转的实验研究，我们研究了在周期边界条件下，原子数$N$的有限性对角动量期望值一定的最低能量态的影响.为了解决这个问题，我们开发了一个通用的策略，考虑多体哈密顿本征态的线性叠加，我们从平均场近似中提取的振幅。这种多体态打破了哈密顿量的对称性，它在$N$中具有与平均场态和哈密顿量的相应本征态相同的前导级能量，但是它在$N$中具有较低的次前导级能量，因此它在能量上是有利的。
2016-11-28 cond-mat.quant-gas
Bosonic Josephson junction dynamics: interplay between quantum and thermal fluctuations
Università di Padova（帕多瓦大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所（INFN），帕多瓦分部）；Istituto Nazionale di Ottica (INO) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)（意大利国家研究委员会光学研究所（INO））
研究约瑟夫森结超流动力学，考虑热涨落与量子涨落的相互作用，推导修正的动力学方程，评估不同条件下两种涨落的重要性。
2026-04-30 cond-mat.quant-gas
Mixture of two ultra cold bosonic atoms confined in a ring: stability and persistent currents
本文研究了两个等质量玻色子原子$A$和$B$的量子化Yrast（QY）态的稳定性。由于Bloch分析和Bogoliubov理论证明了只有能量稳定的QY态才能维持持续电流，因此我们的研究集中在能量稳定性的研究上。基于物理考虑，在两个不同的二维平面上研究了稳定性。一种是当我们研究单个QY态的稳定性时，它是在由种间和种内相互作用强度所跨越的$U_{AB}\times U$平面中实现的，每个粒子的角动量$l$和布居不平衡$f$的固定值等于QY态的标记。我们发现，能量相边界是一个双曲线的正分支，能量稳定域是这个正分支的内部区域。另一种是当我们研究固定动力学的稳定性时，该动力学是在由$l$和$f$所张成的$l\times f$平面上实现的，具有固定的相互作用强度值。当我们假设由$-\infty< l<\infty$和$-1\leq f\leq 1$定义的物理意义的$l\times f$平面（SPS）的扇区中的点与QY状态之间的对应时，引入QY状态。SPS中的稳定性图由所有$l\times f$平面中的稳定性图与SPS的重叠确定。我们发现$f$和$l$存在临界值。$f_\mathrm{crit}(l)$给出了能量稳定性窗口的大小，在这个意义上，对于给定的$l$，只有具有$0\leq f<f_\mathrm{crit}(l)$的QY态是能量稳定的。另一方面，$l_\mathrm{crit}$指出，…
2017-02-16 cond-mat.quant-gas
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
Spontaneous generation of dark-bright and dark-antidark solitons upon quenching a particle-imbalanced bosonic mixture
我们揭示了动态形成的多个本地化结构的形式出现在淬火后的一维粒子不平衡玻色-玻色混合物的暗-亮和暗-反暗孤立波。种间相互作用猝灭驱动系统的平衡，而所谓的混溶/不混溶阈值是在一个双向的方式跨越。暗-亮实体自发产生的猝灭向相分离制度和暗-反暗态形成在相反的过程。详细讨论了上述状态的不同创建机制，并展示了其受控生成。在这两个过程中，它被发现产生的孤立波的数量是较大的粒子不平衡，结果是增强较强的postquench种间相互作用。此外，封闭的几何形状高度影响这两种类型的状态的产生与衰减孤立波形成更紧密的陷阱发生。此外，在上述两种过渡中，对于高度不平衡的混合物，针对物种测量的呼吸频率显著不同。最后，在准一维系统中，证明了暗-亮和暗-反暗孤子的动力学形成的鲁棒性。
2019-08-19 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
The mixing-demixing phase diagram of ultracold heteronuclear mixtures in a ring trimer
我们推导出完整的混合-分层相图相关的玻色子二元混合物限制在一个环三聚体和建模内的玻色-哈伯德图片。两个量子流体的混合特性，这是强烈影响的封闭潜力的碎片字符，通过一个特定的指标进口统计热力学和评估只依赖于两个有效的参数，将异质物种之间的不对称性。为了密切配合现实的实验条件下，我们的研究也扩展超出了点近似的势阱通过描述系统中的两个耦合的Gross-Pitaevskii方程。由此产生的平均场分析证实了丰富的混合物的混合-分层过渡的情况下，也构成了一个有效的跳板走向一个可行的实验实现。我们还提出了一个实验实现的基础上一个现实的光镊系统和玻色子$^{23}\mathrm{Na}$和$^{39}\mathrm{K}$的混合物，由于其内部和物种间的散射长度的大的可调性。
2019-01-31 cond-mat.quant-gas
Decay-dephasing-induced steady states in bosonic Rydberg-excited quantum gases in an optical lattice
通过模拟从非耗散平衡态的初始制备开始的动力学演化过程，研究了在非幺正过程存在下，玻色里德伯激发的量子晶格气体中实现超固态量子相的可能性.在Gutzwiller理论中，我们首先分析了二维光晶格中玻色里德伯激发的量子气体在原子跃迁率和拉比失谐变化时的多体基态。此外，我们使用Lindblad-master方程进行不同超固相的时间演化。通过引入两个不同的非幺正过程，即从里德堡态到基态的自发衰变和所处理的里德堡态的退相，我们研究了非幺正过程对这些量子相位的影响，并观察到存在衰变和退相的长寿命态.我们发现，长寿命的超固体量子相是可观察到的范围内的现实衰变和退相率，而高速率导致任何初始配置均匀迅速，防止可能的超固体形成。
2019-02-11 cond-mat.quant-gas
Delocalization and superfluidity of ultracold bosonic atoms in a ring lattice
在截断多体空间中，通过精确对角化研究了具有周期性准一维圆环晶格势的小系统中玻色原子的性质。多体哈密顿量的展开被认为是在第一带的布洛赫函数，并没有关于限制最近邻跳跃（紧束缚近似）的假设。有限尺寸版本的零温度相图的Fisher等。\cite{Fisher}得到的结果，在显着的定量对应的结果可用于较大的系统，进行了讨论。在双流体唯象学的背景下研究了与超流性有关的基态性质。在实验室坐标系中，由与小旋转角速度相关的固有惯性组成的基本工具被用来数值地获得基态“超流分数”。在所采用的几何形状的情况下，它们与一体的均匀螺线管电流解析地相关联。这些电流一般是来自相关的约化单体密度的每个本征态的贡献的非相干叠加，以相应的占据数作为权重。因此，只有当所有玻色子只占据一个本征态时，才会发生完全相干。所获得的数值的超流分数保持小的整个参数区域对应的“莫特绝缘体超流”的过渡，并饱和在统一的晶格是完全平滑。
2013-10-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
$π$-junction and spontaneous current state in a superfluid Fermi gas
讨论了在超流费米气体中实现自发电流的一种设想。当极化费米超流体（$N_\up > N_\dwn$，其中$N_σ$是由赝自旋$σ=\uparrow, \downarrow$ .）在弱势垒的环形阱中，部分过剩原子（$ΔN=N_\uparrow-N_\downarrow$）位于势垒周围。正如我们以前的论文[T. Kashimura，S. Tsuchiya和Y. Ohashi，Phys.Rev.A \textbf{82}，033617（2010）]，该极化势垒在超流序参量跨越势垒改变其符号的意义上作为$π$ -结起作用。正因为如此，结外的超流序参量的相位被$π$沿着环扭曲，这自然会导致循环的超流。虽然普通的超电流状态是作为一个亚稳态，这种自发电流状态被证明是更稳定的情况下，没有电流。我们的结果表明，局域多余原子将是有用的超流序参量在冷费米气体的操纵。
2011-05-20 cond-mat.quant-gas
Spontaneous symmetry and antisymmetry breaking in a ring with two potential barriers
本文提出一种在带势垒的一维环中实现自发对称性破缺与反对称性破缺的基础装置，通过变分近似与数值方法揭示了吸引非线性中由调制不稳定性引发的超临界分岔，以及排斥非线性中反对称激发态的失稳振荡。
2025-07-11 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Cavity optomechanical detection of persistent currents and solitons in a bosonic ring condensate
本研究提出一种低破坏的腔光力学探测技术，通过数值模拟实现环形玻色-爱因斯坦凝聚体中持续电流与亮孤子的原位实时测量，为旋转物质波表征提供新方法。
2023-06-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
First and second sound in two-dimensional bosonic and fermionic superfluids
本文综述了超冷费米子和玻色子原子二维系统中声传播的理论结果。在超流相，其特征是自发对称性破缺缺的$U(1)$对称，有共存的第一和第二声音。在弱相互作用排斥玻色子的情况下，我们模拟了最近在弱相互作用区域和Berezinskiii-Kosterlitz-BKT超流-正常转变温度附近测量的二维39 K原子的声速.特别是，我们进行了相当准确的计算的超流密度，并表明它是合理的实验一致。对于超流吸引费米子，我们计算了穿过整个BCS-BEC交叉的第一和第二声速。在低温区，我们再现了最近的测量与6Li原子的第一声速。我们还预测，只有在有限温度的BEC制度有声音模式之间的混合。
2022-10-18 cond-mat.quant-gas
Optimal scaling of persistent currents for interacting bosons on a ring
本文研究了紧环阱中超冷玻色原子与人工规范场相互作用时产生的持续电流。利用解析和数值方法，我们研究了持续电流振幅与环的大小的标度。在强相互作用的制度，我们发现一个幂律标度，在很好的协议与Luttinger液体理论的预测。通过探索所有的相互作用制度，我们发现，缩放是最佳的，即电流幅度降低较慢的系统大小，在中间的相互作用。
2015-04-23 cond-mat.quant-gas
Persistent current formation in double-ring geometries
在一个环中，超冷玻色子气体通过玻色-爱因斯坦凝聚的相变被猝灭，这是已知的，并且已经被实验观察到，导致持续电流的自发出现。目前的工作探讨这些现象如何推广到一个系统的两个实验访问明确的二维共面环与一个共同的接口，或相关的双纽线几何，并展示了一个新兴的独立的缠绕数在整个环，它可以表现出流动在相同和相反的方向。观察到的持久性，这样的调查结果中存在的耗散耦合演化，由于在整个相变和拓扑保护的随机出现的绕组数量的域形成的本地字符应该是在目前的实验范围内。
2020-05-12 cond-mat.quant-gas
Phase tunable Josephson junction and spontaneous mass current in a spin-orbit coupled Fermi superfluid
原子电子学具有制造新型功能器件的潜力，如约瑟夫森结（JJ）。以往的研究主要集中在基态间具有0或$π$超导相位差的JJ，而相位任意可调的JJ在超导电子学和量子计算中可能有重要的应用。在这里，我们表明，相位可调JJ可以实现在自旋-轨道耦合的冷原子气体与磁隧穿势垒的自旋相关的聚焦激光束。我们认为JJ被限制在线性谐振势阱或圆环势阱中。在环形阱中，磁势垒诱导出JJ的基态自发质量流，证明了冷原子的磁电效应。
2016-07-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Heteronuclear magnetisms with ultracold spinor bosonic gases in optical lattices
最近实现的自旋-1的NaRb混合物在实验中的动机，在这里，我们调查Mott绝缘制度的异质磁性。不同于玻色子（费米子）统计只允许偶（奇）宇称态角动量组成的全同混合物，在原则上，所有的角动量态，这可能会导致新的磁相位的杂原子是允许的。在这些简并空间上可以产生各种不同的磁相，然而，具体的对称破缺相不仅取决于简并度，还取决于多体相互作用的竞争.我们使用玻色子动力学平均场论方法揭示了这些丰富的相位。这些相位的特征在于各种顺序，包括自发磁化顺序，自旋幅度顺序，单重态配对顺序和双重态顺序，它们可以共存，特别是在具有奇宇称的区域中。最后，我们解决可能的参数制度观察这些自旋有序莫特阶段。
2017-11-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Adiabatic Quantum Zeno Dynamics of Bosonic Atom Pairs with Large Inelastic Losses
我们报道了在近共振激光驱动下，紧束缚在光晶格中的二能级原子对的非厄米动力学的实验研究。虽然对于长寿命的激发态，自发发射可以忽略不计，但两体耗散来自于处于激发态的两个原子之间的强非弹性碰撞。我们证明了准绝热控制的内部状态的对在量子芝诺制度的非弹性损失占主导地位。准备每个原子对中的最长寿命的本征态的非厄米哈密顿描述的耗散动力学，我们测量的寿命提高了两个以上的数量级相比，裸露的两体寿命。所测量的增强因子与所制备的"非厄米缀饰态"的预期寿命定量一致。
2022-07-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Phase-slippage and self-trapping in a self-induced bosonic Josephson junction
当偶极垂直于阱对称轴取向且s波散射长度足够小时，环形阱中的偶极凝聚态构成自感Josepshon结.由平均场偶极相互作用的各向异性特性产生的环形双阱势具有足够的鲁棒性，能够维持自陷动力学，当两个阱之间的初始布居不平衡较大时，自陷动力学就会发生。我们表明，在这个系统中的自陷制度是直接相关的涡诱导的相位滑移动力学。在粒子数不平衡达到最小值之前，低密度区的涡旋和反涡旋会自发地成核，然后沿相反的方向穿过连接处，这种涡旋动力学在两个弱连接的凝聚体之间产生了相位滑移，导致粒子通量的反转。
2011-09-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Finite-size effects in a bosonic Josephson junction
采用两格点玻色-哈伯德模型，研究了$N$玻色粒子在两格点间隧穿时的有限尺寸量子效应。利用含时原子相干态（ACS），我们推广了基于含时Glauber相干态的玻色约瑟夫森结的标准平均场方程。通过这种方式，我们发现$1/N$修正熟悉的平均场（MF）的结果：两个网站之间的宏观振荡的频率，动态宏观量子自陷（MQST）的临界参数，和有吸引力的临界相互作用强度的基态的自发对称性破缺（SSB）。为了验证我们的分析结果，我们进行量子动力学的数值模拟。在平衡组态周围的约瑟夫森振荡的情况下，我们发现，也对少数原子的数值结果与含时ACS变分方法的预测，提供的时间演化不是太长。与MF方法相比，ACS方法能更好地再现SSB的数值结果。相反，只有在大的$N$状态下，ACS理论才能正确地再现MQST的发生，对于这种现象，MF公式的$1/N$校正是不可靠的。
2021-02-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Non-Equilibrium Sock Dynamics: Spontaneous Symmetry Breaking in the Agitated Wash
Aalto University School of Science（阿尔托大学理学院）
研究通过玻色子激发模型解释袜子在洗衣中的非平衡动力学，揭示了袜子在分散谱区的Beliaev衰变和凹区的Landau-Khalatnikov散射过程，以及旋转 drum 引起的袜子-反袜子对生成机制。
2026-03-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Thermalization of strongly interacting bosons after spontaneous emissions in optical lattices
本文研究了一维光晶格中玻色原子基态被单次自发发射激发后的非平衡动力学，即晶格光子的吸收和再发射。这是当前实验中退相干的重要基本来源，理解由此产生的多体状态的动力学和变化对于控制量子模拟器中的加热非常重要。以前人们发现，在超流状态，简单的可观测值放松，可以描述的实验时间尺度上的热分布的值，这打破了强相互作用（在莫特绝缘体制度）。在这里，我们扩大这一结果，调查作为时间的函数的动量分布的弛豫，并讨论本征态热化的关系。对于强相互作用的限制，我们提供了一个分析分析的系统的行为，基于一个有效的低能量哈密顿量，其中的动态可以理解的基础上相关的doublon-holon对。
2014-08-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
