Symmetries of Three Harmonically-Trapped Particles in One Dimension
我们提出了一种解决被困少体问题的方法,并将其应用到三个等质量粒子在一维谐波陷阱,通过接触势相互作用。通过在Jacobi柱坐标中表示相对哈密顿量,即三维超球坐标的二维版本,我们发现了潜在的${\rm C}_{6v}$对称性。这种对称性简化了从陷阱哈密顿本征态构造的截断希尔伯特空间中的完整哈密顿量的能量本征态的计算。粒子超选择规则通过选择${\rm C}_{6v}$的相关表示来实现。我们发现,一维系统显示几乎完全丰富的三维系统,并可以用来理解分离性和约简在这个系统和标准的少体近似技术。
2012-11-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Sudden quench of harmonically trapped mass-imbalanced fermions
研究了一维简谐势阱中质量不平衡的两分量少费米子系统在相互作用突然猝灭后的动力学性质。假设系统初始处于无相互作用的基态,然后在突然的相互作用猝灭后,幺正演化由相互作用的多体哈密顿量控制.通过对Loschelles回波的演化、各组分的密度分布以及它们之间的纠缠熵的详细分析,研究了质量不平衡和粒子数不平衡对系统演化稳定性的影响.所有研究的数量表现出戏剧性的依赖于在给定的淬火强度的每个组件中的重和轻费米子的数量。这些结果可能对即将进行的具有明确定义和少量粒子的费米子混合物实验产生影响。
2022-11-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Quench in a Harmonically Trapped One-Dimensional Bose Gas
研究了一维玻色气体在谐振势作用下从零到无穷大相互作用猝灭的非平衡动力学。不同的热力学极限所需的平衡前和后淬火哈密顿量的起源是一些意想不到的现象,没有对应的平移不变设置。我们发现,动力学是完全周期性的呼吸时间有关的强度的捕获潜力。在很短的时间内,我们观察到一个突然的膨胀,导致气体的极度稀释,并在密度分布中出现缓慢衰减的尾部。急速的膨胀引起了一种回流效应,在陷阱的中心有一个明显的局部密度最小值。在半周期有一个重新聚焦的现象,其特征是一个尖锐的中心峰值的密度,并列代数衰减的尾巴。我们最后表明,时间平均密度是正确捕获的广义吉布斯系综建立与保守模式职业。
2018-04-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bunching-antibunching crossover in harmonically trapped few-body Bose-Fermi mixtures
研究了一维谐振势阱中不同相互作用强度和质量比的少体玻色-费米混合物的基态。在我们完全相关的\textit{ab~initio}研究中观察到玻色子物种的聚束-反聚束交叉,以增加物种间的排斥。有趣的是,如果玻色子排斥超过一个临界值,这强烈依赖于质量比,这种交叉被抑制。为了揭示这种交叉的物理起源,我们采用不同程度的近似:虽然物种平均场的方法可以解释反聚束,只有包括种间相关性可以导致聚束。我们发现,这些相关性有效地创建一个诱导玻色子相互作用,这反过来又阐明了玻色子聚束的发生。最后,我们导出了一个两格点扩展的玻色-哈伯德模型,它揭示了在重费米子情况下玻色子的低能物理。
2018-08-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bounding the Wigner Deformation Parameter in Harmonically Trapped Bose Gases
本研究在Dunkl形式下分析简谐囚禁理想玻色气体的热力学特性,明确Wigner参数对临界区热力学函数斜率的影响,验证相变阶数与临界指数不变,并基于热力学一致性给出该参数的上下界。
2025-05-04 quant-ph
Quench Dynamics of Two One-Dimensional Harmonically Trapped Bosons Bridging Attraction and Repulsion
我们解开的非平衡量子动力学的两个谐波限制玻色子在一个空间维度时,执行的相互作用淬火从有限的排斥吸引的相互作用强度,反之亦然。一个封闭的解析形式的展开系数的时间演化的两体波函数的推导,而其动力学是确定在postquench本征态的扩展。对于这两个淬火方案的时间演变进行了分析,通过检查的一个和两个身体的约化密度矩阵和密度,动量分布和保真度。借助于保真度谱和本征谱,我们确定了支配动力学的系统的主导本征态。通过对上述观测量的动态监测,我们提供了由猝灭触发的能量较高的态的特征。
2019-05-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Two-body quench dynamics of harmonically trapped interacting particles
考虑了三维各向同性势阱中相互作用原子对的量子演化,其中相互作用强度从一个值猝灭到另一个值。使用静态问题的精确解,我们能够评估与时间相关的可观测量,例如初始状态和最终状态之间的重叠以及两个原子之间的间隔的期望值。在相互作用从非相互作用区到强相互作用区或相反的情况下,我们能够得到解析结果。检查的初始和最终状态之间的重叠,我们表明,当相互作用从非相互作用淬火到强相互作用制度的早期时间依赖动力学是一致的理论工作中的单杂质多体极限。当系统从强相互作用状态淬灭到非相互作用状态时,我们预测在两个原子之间的分离中会出现大的振荡,这是由于相互作用势的零程性质引起的对数发散。
2021-01-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spectroscopy for a Few Atoms Harmonically-Trapped in One Dimension
一些自旋粒子的光谱标签,这些粒子在一维中被谐波捕获,有效地具有零程相互作用,这些标签由表征哈密顿量对称性的量子数提供:全同粒子的排列,宇称反转和质心的可分性。非相互作用和无限排斥的情况下的精确解相对于这些对称性减少。这种约化解释了单组分和多组分费米子和玻色子的态在绝热演化下如何从非相互作用态转变为强的硬核排斥态。这些光谱方法也澄清了以前的分析和数值结果的中间值的相互作用强度。几个例子,包括绝热映射的情况下$N=3-5$的两个组件的费米子状态,提供。
2014-05-27 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Benchmarking the multiconfigurational Hartree method by the exact wavefunction of two harmonically trapped bosons with contact interaction
我们考虑两个玻色子在一维谐波陷阱,相互作用的接触势,并比较这个问题的精确解的自洽的数值解,通过使用多组态含时Hartree(MCTDH)方法。因此,我们基准的MCTDH方法的预测与几个机构的问题,有一个最常见的实验实现的相互作用势在超冷量子气体的解析解。结果发现,精确的基态能量和一阶关联准确再现MCTDH的中间无量纲耦合强度对应于典型的背景散射长度的磁捕获超冷稀释玻色气体。对于例如通过费什巴赫共振和光学捕获(的组合)建立的较大耦合,MCTDH方法高估了位置空间中的一阶相关性的陷阱诱导的相关性下降的深度,以及高估了碎片化,碎片化被定义为除了能量最低的轨道之外的轨道的平均相对占据。我们预计,定性相似的功能,在关联函数可能会出现较大的粒子数,铺平了道路的定量评估的准确性MCTDH的实验与超冷原子。
2021-10-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Motional rotating wave approximation for harmonically trapped particles
本文提出了一族广义么正变换,简化了简谐囚禁二能级原子(或离子)与平面波激光场相互作用系统的哈密顿量。发现了新的近共振单、双振动声子动力学区,并对常用的运动旋波近似(MRWA)的有效性条件进行了数值和解析检验。大的错误被发现在典型的制度MRWA相对于运动的自由度。在囚禁离子系统中,MRWA的作用与通常Jaynes-Cummings模型中的旋转波近似(RWA)的作用相反。我们的研究指出了一个更严格的条件粒子局域化(兰姆-迪克)参数的有效性MRWA在单声子动力学制度。它也为囚禁原子的量子信息存储和处理提供了新的思路。
2001-12-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum entanglement of two harmonically trapped dipolar particles
研究了两个全同偶极粒子在准一维谐振子阱中的系统。数值结果的纠缠度对系统的控制参数的依赖关系提供和详细讨论。在粒子间强相互作用的限制下,利用调和近似,导出了玻色子和费米子基态的占据熵和冯诺伊曼熵的封闭解析形式.强关联制度的系统与偶极玻色子和系统与带电的相互比较方面的纠缠。
2014-10-02 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Atomic density of an harmonically trapped ideal gas near Bose-Einstein transition temperature
本文研究了玻色-爱因斯坦转变温度附近各向同性简谐势阱中原子云的原子密度。我们表明,对于一个非相互作用的气体和接近这个温度,基态密度具有相同的数量级的激发态密度在中心的陷阱。这在基态粒子数与原子总数相比可以忽略不计的温度范围内成立。我们比较精确的计算,可在谐波陷阱,半经典近似。我们表明,后者应包括基态的贡献是准确的。
2006-09-22 quant-ph
Ground-state Properties and Bogoliubov Modes of a Harmonically Trapped One-Dimensional Quantum Droplet
本文研究了谐振势阱中一维量子液滴的基态与激发特性,通过构建普适的扩展 Gross-Pitaevskii 方程和 Bogoliubov 方程,揭示了囚禁势对液滴结构、呼吸模式及连续谱离散化的影响,并确定了两个随囚禁参数指数衰减的临界粒子数。
2023-09-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effects of Newtonian gravitational self-interaction in harmonically trapped quantum systems
薛定谔-牛顿方程作为薛定谔方程的非线性修正,由于引力自相互作用而引起了人们的关注。这样的修正是从一个基本的半经典引力理论中预期的,因此可以被认为是引力场量子化必要性的一个测试案例。在这里,我们提供了一个深入的研究薛定谔-牛顿方程的影响,一个微米大小的球体被困在谐振子潜力。我们讨论了压缩态的能量本征态和动力学行为的影响,包括实验相关的参数制度。
2015-10-05 gr-qc quant-ph
Equivalence between free and harmonically trapped quantum particles
结果表明,自由粒子薛定谔方程的通解可以映射到谐振子薛定谔方程的解。这是这样做的方式,一个自由粒子的时间演化受到突然过渡到一个谐波势可以描述一个简单的坐标变换应用在过渡时间。这个过程在计算上比状态投影或传播子技术更有效。映射和它的逆的连接允许我们从一个谐振子映射到另一个具有不同弹性常数的谐振子。
2010-08-23 physics.atom-ph physics.comp-ph quant-ph
Radial selection rule for the breathing mode of a harmonically trapped gas
Shanghai Institute for Mathematics and Interdisciplinary Sciences(上海数学与交叉学科研究院)
研究通过精确的1/R²扰动分析,揭示了谐振囚禁系统中谐振通道参数的精确转移,保持单通道模型为具有位移反平方项的谐振子,且径向间隙保持精确为2ħω,无禁频处的单极谱权重。
2026-03-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
STIRAP-like transitions in a harmonically-modulated optical lattice
介绍了一种利用受激喇曼绝热通道模型(STIRAP)对囚禁在光晶格中的原子进行相干加速的方法。具体来说,我们表明,小谐波调制的光晶格振幅,频率调谐到三个“未扰动”本征态的本征值间距,揭示了一个三态STIRAP子系统。我们使用这个模型来实现一个实验上可以实现的方法,从静态到运动的本征态转移被困原子。
2007-02-26 quant-ph
Parametric excitations in a harmonically trapped binary Bose-Einstein condensate
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);Stevens Institute of Technology(史蒂文斯理工学院)
研究通过调制原子散射长度在双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中生成法拉第图案,揭示了自旋声速与调制频率的关系及非线性不稳定性现象。
2025-12-15 quant-ph
Statistical properties of spectra in harmonically trapped spin-orbit coupled systems
我们计算了由二维变形谐振子势、Rashba自旋轨道耦合和塞曼项组成的单体哈密顿量的单粒子能谱。为了研究所获得的光谱作为变形,自旋轨道和塞曼强度的函数的统计特性,我们检查最近邻间距的分布。我们发现,这些分布的形状强烈依赖于三个潜在的参数。我们表明,在某些情况下,所获得的形状可以很好地近似与标准的泊松,布罗迪和维格纳分布。Brody和Wigner分布描述了不规则运动,有助于识别量子混沌系统。我们提出了一个特殊的选择变形和自旋轨道强度没有塞曼项,提供了一个公平的再现的四次方排斥维格纳分布。通过添加塞曼场,我们可以再现布罗迪分布,这是已知的描述泊松分布和线性维格纳分布之间的过渡。
2014-09-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum dynamics in splitting a harmonically trapped Bose-Einstein condensate by an optical lattice: Truncated Wigner approximation
本文研究了在连续增加光晶格(或双阱)势时,简谐囚禁原子玻色-爱因斯坦凝聚体的分裂。随着晶格高度的增加,原子的量子涨落增强。由此产生的非平衡动力学的凝聚体的破碎过程中,沿晶格的原子的相位相干性的损失,并减少在个别晶格网站的原子数波动的截断维格纳近似随机研究。我们详细研究了温度和晶格高度对原子动力学的影响,并考察了经典的Gross-Pitaevskii方程在光晶格中的有效性。我们发现,原子数压缩饱和深晶格由于nonadiabaticity在打开的晶格势,这是具有挑战性的,以避免在实验中,当占用数的晶格位置是大的,使得很难产生强的数字压缩(或莫特绝缘体)状态与大的填充因子。我们还研究了截断Wigner近似的一些一般数值性质。
2006-08-29 cond-mat.other cond-mat.str-el quant-ph
Stationary and dynamical properties of two harmonically trapped bosons in the crossover from two dimensions to one
我们揭示了两个玻色子的定态性质和相互作用猝灭动力学,限制在一个二维各向异性的谐波陷阱。一个超越方程推导出访问的能谱,并揭示了各向异性参数上的能隙的依赖。建立了二维和一维散射长度以及Tan接触之间的关系。接触,捕获两体短程关联,显示出更大的各向异性的增加趋势。随后,相互作用淬灭动力学从吸引力到排斥值,反之亦然的各种各向异性进行了研究。构造了两体波函数在时间演化过程中展开系数的封闭解析形式。利用时均保真度、云在各个方向上的空间范围谱和单体密度研究了系统的响应。据发现,随着各向异性的增加,系统变得不那么扰动独立的相互作用,而固定的各向异性淬火对非相互作用政权扰动系统中最有效的方式。此外,我们确定,在严格限制的方向上,更多的频率参与的动力学源于更高的说谎激发态。
2020-07-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Progress towards quantum-enhanced interferometry with harmonically trapped quantum matter-wave bright solitons
本文研究了具有附加谐波囚禁的准一维波导中超冷玻色子原子的吸引相互作用动力学。首先,我们准备系统在其基态,然后移动零的谐波陷阱和开关附近的陷阱中心的额外的窄散射势。在与势垒碰撞两次后,我们建议测量与初始条件相反的原子数。量子增强干涉测量与量子亮孤子使我们能够预测检测的散射电位的偏移与单粒子实验相比,精度大大提高。在未来的实验实现中,这可能导致测量由重力势中的小水平梯度引起的弱力-分辨率为几微米,主要由孤子的大小决定。我们的数值模拟的基础上严格证明有效的潜在的方法[物理评论快报。102,010403(2009)和Phys. Rev. Lett. 103,210402(2009)]。我们选择我们的参数,使证明的先决条件(孤子不能分裂,能量的原因)总是满足,从而探索一个参数制度无法通过Gross-Pitaevskii方程的平均场描述由于薛定谔猫态发生在多粒子量子动力学。
2016-11-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantumness of gravity in harmonically trapped particles
本研究从质能等效的观点探讨原子干涉仪下重力的量子性。我们评估了干涉的可见性,考虑到一个粒子的内能水平的谐波捕获潜力。结果表明,对于空间叠加的引力源质量,干涉可见性呈现出坍缩和复活的行为,这意味着初始可分内态相对于质心、内能能级和外源态的自由度演化为纠缠态.特别地,当引力被看作量子相互作用时,它不表现出复兴行为,而对于引力的半经典处理,它以有限的周期复兴。我们还研究了纠缠负性的时间行为,发现可见性的不可恢复行为反映了引力的量子相互作用在内能态和外源态之间产生纠缠,这种纠缠是由引力的量子相互作用按照弱等价原理唯一诱导的.
2022-12-10 gr-qc hep-th quant-ph
Dynamics of trapped one-dimensional bosons for intermediate repulsive interactions
数值计算了任意两体$δ-$势相互作用强度下,少数相互作用的、简谐约束的一维玻色子的时间演化。它表明,在牛顿摆配置的运动周期经历了两个交叉作为相互作用的函数。此外,通过评估的结构因子,布拉格散射峰的相互作用强度的依赖关系,从弱耦合制度的不可穿透的Tonks-Girardeau的情况下说明。
2019-04-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Stochastic Heating of a Trapped Ion
驻波光场对简谐囚禁离子的共振加热被描述为一个结合了相干薛定谔演化和玻尔-爱因斯坦量子跃迁的量子随机过程。量子和半量子治疗进行了比较。
2007-11-09 quant-ph
Particle number fluctuations in a cloven trapped Bose gas at finite temperature
我们研究了三维空间中两个被谐波囚禁的玻色气体之间原子数差的波动。对于非相互作用的原子,我们用解析方法解决了这个问题。在相互作用的情况下,我们找到了一个解析解的Escheras-Fermi和高温极限与经典的场模拟。在大的系统尺寸限制中,对于温度$T\simeq 0.7 T_c$,数差的波动是最大的,其中$T_c$是临界温度,与陷阱各向异性无关。这种最大值的出现是由于凝析油和非凝析油场之间的干扰效应。
2010-03-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effects of Interactions on the Critical Temperature of a Trapped Bose Gas
我们进行高精度测量的谐波捕获原子玻色气体的冷凝温度与广泛可调的相互作用。对于弱相互作用,我们观察到的临界温度与平均场论非常一致的负位移。然而,对于足够强的强相互作用,我们清楚地观察到一个额外的积极的转变,超越平均场临界相关的特点。我们还讨论了非平衡效应的表观临界温度非常弱和非常强相互作用。
2011-04-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Existence of Long-Range Order for Trapped Interacting Bosons
我们导出了一个控制定域玻色凝聚态“长程”序的不等式,它把一定温度下的凝聚分数与凝聚态的有效曲率半径和总粒子数联系起来.对于一个一维的,谐波捕获的稀释玻色凝聚体的具体例子,它示出的不等式给出了一个明确的上界的Escheras-Fermi凝聚体的大小,可以在当前的实验中进行测试。
2002-11-15 cond-mat quant-ph
Connecting Berezinskii-Kosterlitz-Thouless and BEC phase transitions by tuning interactions in a trapped gas
研究了具有可调相互作用的二维玻色气体中相干性出现的临界点。在广泛的相互作用强度,我们发现与经典场的Berezinskiii-Kosterlitz无(BKT)超流转变的临界点的预测非常一致。这使我们能够定量地表明,没有任何自由参数,相互作用驱动的BKT过渡顺利收敛到纯粹的量子统计玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)过渡的限制消失的相互作用。
2015-06-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Quantum thermodynamics of a trapped two-level atom in an external light field
研究了受控光场作用下囚禁二能级原子的量子热力学。得到了粒子数动力学和退相干函数,并进行了讨论。计算了特征函数、功分布函数和Helmholtz自由能,并验证了与Jarzynski定理的一致性。
2021-08-22 quant-ph