Floquet engineering of correlated tunneling in the Bose-Hubbard model with ultracold atoms
我们报道了在超冷原子玻色-哈伯德系统中通过对在位相互作用能的时间周期调制实现可调占位相关隧穿的实验。隧穿速率是从量子猝灭后晶格位置占据的时间分辨测量推断的。我们展示了相干控制的相关多体系统中的隧穿动力学，包括完全抑制隧穿的Floquet理论的框架内预测。我们发现隧穿率明显依赖于相邻晶格位置的原子数差。我们的结果可能为实现具有密度依赖性的超冷原子人工规范场开辟了新的途径。
2016-05-18 cond-mat.quant-gas
Vortex macroscopic superpositions in ultracold bosons in a double-well potential
在三维双阱系统中，我们研究了轨道上的宏观叠加，而不是空间自由度。我们表明，随后的动态$N$相互作用激发超冷玻色子，这在一般情况下需要至少8个单粒子模式和${N+7 \choose N}$福克矢量，是由一个令人惊讶的小集合的多体状态。初始状态与每个井中的一半的原子，并故意在其中之一激发，引起隧穿的轴对称和横向涡旋结构。我们表明，横向涡隧道的数量级快于轴对称的，因此更实验访问。隧穿过程产生的宏观叠加只能通过它们的轨道性质和实验现实的时间内区分。
2015-03-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Tunnel-coupled optical microtraps for ultracold atoms
本文回顾了用于超冷原子操控的隧穿耦合光学微阱技术及其最新进展，该平台具备低熵制备和单格位操控能力，为探索新奇量子态与动力学提供了新机遇。
2024-01-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Multi-band spectroscopy of ultracold fermions: Observation of reduced tunneling in attractive Bose-Fermi mixtures
我们对超冷费米子在光晶格中的能带激发和隧穿性质进行了详细的实验研究。利用一种新的费米原子多带光谱技术，可以高精度地测量费米原子的全能带结构和隧穿能量。在有吸引力的玻色-费米混合物中，我们观察到费米隧穿能量的显著降低，这取决于相对原子数。我们把这归因于相互作用引起的晶格深度的增加，由于自陷的原子。
2011-07-12 cond-mat.quant-gas
Geometrically induced complex tunnelings for ultracold atoms carrying orbital angular momentum
研究了二维边耦合环势系统中单个超冷原子的角动量态动力学。系统的对称性表明，不同环态之间的隧穿振幅随缠绕数的变化是复杂的。特别是，我们证明了在三角形环配置的交叉耦合的复杂性，可以用来几何工程空间暗态，通过量子干涉操纵轨道角动量态的运输。
2016-02-03 cond-mat.quant-gas
$p$-band stability of ultracold atom gas in anharmonic optical lattice potential with large energy scales
使用亚波长分辨率的尖锐的$δ$样峰的形式的光学势，新的潜在的景观被创建与增加的非谐性放置的晶格能带能量和更有利的能量尺度。特别是，这使得超冷原子p带气体更加稳定。本文介绍了这种结构的细节，并讨论了正则余弦光晶格势、双阱势以及经典余弦势与暗态峰势的组合中p带的稳定性。
2021-04-12 cond-mat.quant-gas
Creating triple-NOON states with ultracold atoms via chaos-assisted tunneling
三重NOON态是$e^{i φ_1} |{N,0,0}\rangle + e^{i φ_2} |{0,N,0}\rangle + e^{i φ_3} |{0,0,N}\rangle$形式的叠加，涉及分布在三个模式上的$N$玻色子量子。我们从理论上证明了如何在对称三格点晶格中与超冷玻色子原子相互作用产生这种高度纠缠态。基本协议包括在晶格的一个位置上准备所有原子，然后让系统在特定时间内演化，以便原子集体隧穿到其他两个位置。这里提出的关键点是，这种演变时间可以减少几个数量级，通过应用周期性驱动的晶格，从而使该协议在实践中可行。这种驱动被适当地调整，使得经典混沌在整个可访问的相空间中产生，除了在上述三点叠加处参与状态的普朗克单元。然后，混沌辅助隧穿可以引起这种集体隧穿过程的急剧加速，而不会显著影响这种叠加的纯度。因此，在几秒量级的时间尺度上，可以用$^{87}$ Rb原子实现包含$N = 5$粒子的三重正午态。
2022-05-26 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Resonantly Enhanced Tunneling and Transport of Ultracold Atoms on Tilted Optical Lattices
我们研究了加载在倾斜一维光晶格上的超冷玻色子的共振增强隧穿动力学，它可以用来模拟一系列的伊辛自旋和相关的量子相变。通过解析的、含时的精确对角化和密度矩阵重整化群方法（自适应t-DMRG）得到了在公度填充和非公度填充下突然倾斜后的质心运动。我们确定了一个最大的振幅的质心振荡的量子临界点的有效自旋系统。对于无公度系统的动力学，这不能映射到一个自旋模型，我们开发了一种分析方法，其中的时间演化是通过投影到共振家庭的小集群。我们比较了这种方法在低填充的准确时间演变的结果，即使在填充因子大到2/3，发现良好的协议。使用这种投影到小集群，我们提出了一个可控的传输方案适用于在光晶格（“slinky计划”）的上下文中的Atomtronic设备。
2011-10-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Green's function approach to interacting lattice polaritons and optical nonlinearities in subwavelength arrays of quantum emitters
针对量子发射体亚波长阵列的光学非线性研究多依赖数值模拟的问题，提出图解格林函数解析方法，推导了二维阵列中光子-光子相互作用的散射矩阵表达式，结果与数值模拟吻合，为相关理论构建提供了框架。
2024-12-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Interaction induced single impurity tunneling in a binary mixture of trapped ultracold bosons
我们研究了超冷玻色杂质与第二个更大的玻色气体相互排斥的隧穿动力学。这两个物种都被关押在一个有限大小的准一维箱势。此外，杂质玻色子经历由光晶格产生的周期性势。我们首先准备我们的二元混合物在其基态，这样的杂质和玻色气体相分离和杂质本地化成对在相邻网站的周期性电位，通过调整相互作用强度和晶格深度相应。动力学开始突然降低排斥种间相互作用的强度，从而进入一个不同的制度中的交叉图。对于特定的淬火后物种间的相互作用强度，我们发现，一个单一的杂质隧道第一个相邻的空网站，并根据淬火强度可以进一步隧道到下一个相邻的网站。有趣的是，这种效应对玻色气体的存在高度敏感，并且当玻色气体在整个动力学过程中不与杂质物质相互作用时不会发生。此外，我们还发现隧穿过程伴随着玻色气体和杂质之间的强纠缠以及杂质之间的关联。
2019-10-17 cond-mat.quant-gas
Tunneling Theory for Tunable Open Quantum Systems of Ultracold Atoms in One-Dimensional Traps
利用低维阱中的超冷原子建立可调谐开放量子系统的实验正在变得可行。特别是，对这些系统的高度实验控制允许详细研究隧道动力学，例如，作为捕获几何形状和颗粒间相互作用强度的函数。为了解决这个令人兴奋的机会，我们提出了一个理论框架的基础上操纵希尔伯特空间制定的两体隧穿。在这种方法中，绑定，共振和散射状态包括在一个平等的基础上，我们认为，所有这些组件的耦合是至关重要的正确描述相关的阈值现象。特别地，我们研究了在一维陷阱和不同的相互作用制度的两体系统的隧穿机制。我们发现一个强大的优势，单粒子的顺序隧穿排斥和弱吸引力的系统，而有一个签名的相关对隧穿在计算的多粒子通量强吸引力的粒子间相互作用。
2015-03-26 cond-mat.quant-gas nucl-th
Coherent optical nano-tweezers for ultra-cold atoms
近年来，人们对超冷原子亚波长自由空间光学势的产生了极大的兴趣，并取得了一定的进展。一个关键的开放问题是几何势，这是排斥和无处不在的亚波长自由空间潜力的创建，禁止创建长寿命的窄陷阱。在这里，我们表明，这是可能的，以创建这样的陷阱。我们提出了两个方案，实现亚波长陷阱，并证明其优于现有的建议。我们分析了原子在这种陷阱中的寿命，并表明长寿命的束缚态是可能的。这项工作开辟了一个新的前沿亚波长控制和操纵超冷物质，在量子化学和量子模拟的应用。
2018-08-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Interaction-driven losses for atoms in a dark-state lattice
研究利用三原子态Λ构型构建亚波长暗态晶格，并通过费米黄金定则分析超冷玻色子的碰撞损失，发现蓝失谐时损失最大但总体损失率较低。
2025-02-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
On the effective Dirac dynamics of ultracold atoms in bichromatic optical lattices
研究了双色光晶格中超冷原子的动力学行为。通过调整晶格参数，可以容易地设计能带结构并实现狄拉克点，即两个布洛赫带的真正交叉。在这样的交叉附近的动力学描述的一维狄拉克方程，这是严格的紧束缚近似之外。在这个框架内，我们分析了外部潜在的影响，并证明数值，这是可能的，以证明克莱因隧道与目前的实验设置。
2011-02-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Phase dependent loading of Bloch bands and Quantum simulation of relativistic wave equation predictions with ultracold atoms in variably shaped optical lattice potentials
光晶格中超冷原子的色散关系可以被调节成类似于相对论粒子的色散关系，即线性的，而不是通常的自由原子的非相对论二次色散关系。这种晶格中的冷原子可以用来进行相对论波动方程预言的量子模拟。我们开始这篇文章通过描述拉曼技术，允许选择性地加载原子到所需的布洛赫带附近的晶格带交叉。随后，我们回顾了最近的两个实验，准相对论性铷原子在双色晶格中，证明类似的克莱因隧道和Veselago透镜与超冷原子分别。
2015-10-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Realization of the Hofstadter Hamiltonian with ultracold atoms in optical lattices
我们演示了实验实现的光晶格，允许产生大的均匀和可调谐的人工磁场与超冷原子。使用激光辅助隧道在倾斜的光学势，我们工程师空间依赖的复杂的隧道振幅。因此，在晶格中跳跃的原子积累了相当于带电粒子在磁场中的Aharonov-Bohm相的相移。我们确定的局部分布的磁通量通过观察原子的回旋轨道的晶格斑，表明该系统所描述的Hofstadter模型。此外，我们还证明了对于两个具有相反磁矩的原子自旋态，我们的系统自然地实现了量子自旋霍尔效应下的时间反演对称哈密顿量，即，两个不同的自旋分量经历相反方向的磁场。
2013-09-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Models for a multimode bosonic tunneling junction
讨论了中心势阱中双模玻色隧穿结的弛豫动力学。我们使用主方程描述的超冷玻色子隧穿噪声和非相干耦合过程中存在的两个中心模式。虽然我们不能定量地再现实验数据的设置中报道的[物理评论快报。{ \bf 115}，050601（2015）]，我们发现初始耗尽的中心部位的再填充过程的合理的定性一致。我们的结果可能为同时存在退相干过程和原子-原子相互作用来控制玻色隧道结铺平了道路。
2017-12-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Macroscopic Rabi-Like Oscillations of Ultracold Atoms in an Asymmetrical Two-Dimensional Magnetic Lattice
本文研究了在非对称二维磁晶格中囚禁的超冷量子简并气体（如玻色-爱因斯坦凝聚体）中$macroscopic$ $quantum$ $phase$的存在性。我们指出了在新的二维磁晶格中，通过外加偏磁场来控制隧穿的关键。宏观量子相位签名被确定为拉比振荡时，解决耦合的时间相关的微分方程，这里描述的玻色子约瑟夫森结（BJJ）的系统。在求解系统的BJJ，我们使用了一个序参量，其中包括两个随时间变化的参数，这是在每个晶格位置的分数人口和相位差。BJJ解为宏观量子相干性提供了一个明确的证据。
2010-06-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Topology, edge states, and zero-energy states of ultracold atoms in 1D optical superlattices with alternating onsite potentials or hopping coefficients
一维超晶格的周期性空间调制的现场电位或隧道系数可以表现出各种性质与拓扑结构或对称性。环形光晶格的最新发展使得人们可以系统地研究有边界和无边界超晶格的这些性质。虽然具有额外调制参数的超晶格在增广的参数空间中具有量子化的拓扑不变量，但我们也发现了与哈密顿量对称性相关的局部或零能态。利用最近提出的分析粒子耗尽或局域态密度的方法，可以探测超冷原子中的这些态。此外，我们总结了可行的实现可配置的光学超晶格使用目前可用的技术。
2017-12-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Magnetic lattices for ultracold atoms
本文综述了我们实验室的磁晶格的发展，磁晶格由图案化的磁性薄膜产生的磁性微陷阱的周期性阵列来捕获周期性阵列的超冷原子。最近的成就包括：在10微米周期的一维磁晶格中实现了多重玻色-爱因斯坦凝聚体;制作了适用于量子隧穿实验的亚微米周期正方形和三角形磁晶格结构;在亚微米周期三角形磁晶格中捕获了超冷原子;以及使用长程相互作用里德伯原子来实现大间距磁晶格中的位置之间的自旋-自旋相互作用的提议。
2019-06-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Breakdown of the Peierls substitution for the Haldane model with ultracold atoms
我们提出了两个独立的紧束缚参数的计算与超冷原子的一个特定的实现的Halflion模型。的隧道效应系数到下一个最近的邻居计算从头算通过使用最大本地化的Wannier函数，并比较规范不变，可测量的频谱特性方面写的解析表达式。这两种方法给出了一个显著的一致性，并证明了Peierls替换的失败：（i）由次近邻隧穿振幅$t_{1}$获得的相位与由Peierls替换中考虑的矢量场A的积分获得的相位存在定量和定性的差异，即使在A的低振幅区域;（ii）对于较大的值，$|t_{1}|$和最近邻隧穿$t_{0}$也具有对A的显著依赖性。这种行为的起源及其影响进行了讨论。
2014-05-15 cond-mat.quant-gas hep-ph
Relativistic quantum effects of Dirac particles simulated by ultracold atoms
量子模拟是研究从高能物理到凝聚态物理的各种物理问题的有力工具。本文综述了近年来利用囚禁在光晶格中的超冷中性原子和受光诱导合成规范场作用的超冷中性原子对参数可调的Dirac方程进行量子模拟的理论和实验研究进展。在这些系统中，准粒子的有效理论在某些条件下成为相对论性的，使它们成为研究奇异相对论效应的理想平台。我们专注于实现一维，二维和三维狄拉克方程以及一些相对论效应的检测，特别是包括著名的Zitterbewegung效应和克莱因隧道。对量子反常霍尔效应的实现也作了简要的讨论。
2012-03-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Light scattering by ultracold atoms in an optical lattice
从理论上研究了光晶格中光子与超冷原子的线性光散射。一个完整的量子理论的原子-光子相互作用的Mott绝缘体-超流体相变的晶格中的原子状态的函数，和光子散射截面的能量和发射方向的函数进行评估。将该理论的预测与最近关于飞行时间测量中布拉格散射的工作的理论结果[A.M. Rey，{ \it et al.}，A { \bf 72}，023407（2005）]。我们表明，当执行布拉格光谱与光散射，光子反冲引起一个额外的原子网站跳跃，这可以干扰普通的物质波隧穿，并可以显着影响光子散射截面。
2009-12-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum dynamical response of ultracold few boson ensembles in finite optical lattices to multiple interaction quenches
研究了有限光晶格中少玻色系综在多重相互作用猝灭下的关联非平衡量子动力学。猝灭引起井间隧穿并激发摇篮和呼吸模式。在增加相互作用的时间间隔期间，有几条隧道通道打开，而当系统被猝灭回到其原始相互作用强度时，只有少数通道发生。然而，摇篮模式在猝灭期间和猝灭之间持续存在，而呼吸模式具有独特的频率。激发带的占领详细探讨揭示了单调的行为，增加淬火振幅和淬火相互作用强度的应用程序的持续时间的非线性依赖。最后，观察到一个周期性的粒子数转移之间的动量猝灭的相互作用的增加，与幂律频率依赖于猝灭振幅。我们的研究结果打开了可能性，动态操纵各种激发模式的玻色子系统。
2017-04-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Topological charge pumping with subwavelength Raman lattices
该研究提出一种基于亚波长拉曼晶格的新型拓扑电荷泵浦机制，通过周期性调制失谐耦合s带和p带形成Rice-Mele链对，实现每个泵浦周期位移减半的电荷输运，并用陈数和边缘态加以验证。
2022-10-11 cond-mat.quant-gas
Ultracold-atom quantum simulator for attosecond science
介绍了一种用于模拟超短强激光场中原子和分子物理的基于超冷光阱原子的量子模拟器。慢了大约13个数量级，可以用慢动作观察形成阿秒科学核心的隧穿和碰撞过程。模拟器的极端灵活性保证了对强场物理学的更深入理解，特别是对于经典计算机无法触及的多体系统。量子模拟器可以在实验上直接实现，并恢复原子的电离特性在不同制度的激光-物质相互作用。
2013-11-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Tunneling decay of two interacting bosons in an asymmetric double-well potential: A spectral approach
通过对多体哈密顿量的数值精确对角化，我们研究了一维双势阱中两个相互作用的超冷玻色子的完全微观动力学。随着粒子最初准备在左井，我们增加了右井的宽度在随后的陷阱实现和见证如何隧道振荡演变成粒子损失。在这个封闭的系统中，我们分析了整个排斥相互作用范围内的单粒子和双粒子隧穿的光谱特征。我们的结论是，对于可比的两个井的宽度，成对的玻色子隧穿可以实现特定的系统参数。相反，衰变过程（对应于宽的右阱）由不相关的单粒子衰变主导。
2013-05-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Nanowire atomchip traps for sub-micron atom-surface distances
基于亚微米尺度载流导线，对超冷原子的磁陷阱进行了分析。我们分析了这些导线的物理限制，以及这种小型化的磁阱是如何受到附近表面的影响，由于隧道的表面，表面热噪声，电子散射内的线，和卡西米尔-波尔德力。我们表明，电线的截面小到几十纳米，使强大的操作条件相干原子光学（如隧道势垒干涉）。特别是，仅基于静态磁场，德布罗意波长量级的陷阱尺寸变得可访问，从而使原子芯片更接近于实现其承诺，即用超冷原子实现复杂和精确的量子光学的紧凑设备。
2009-10-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Time-Averaged Adiabatic Potentials: Versatile traps and waveguides for ultracold quantum gases
我们证明了一类新的囚禁势，时间平均绝热势（TAAP），它允许产生各种各样的陷阱和波导的超冷原子。多个陷阱可以通过可控的隧穿势垒耦合或完全合并。本文给出了饼形、雪茄形和环形陷阱的解析表达式.环形几何形状对于引导物质波干涉测量术是特别感兴趣的，因为它提供了具有可控直径的完全平滑的波导，并且因此提供了干涉仪的可调谐灵敏度。
2006-12-08 cond-mat.quant-gas
Long-Range Quantum Tunneling via Matter Wave
该研究提出由原子发射的传播物质波介导的长程量子隧穿机制，使超冷原子可在态选择光晶格中远距离势阱间相干隧穿，突破势垒宽度受德布罗意波长限制的传统认识。
2025-01-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological edge states with ultracold atoms carrying orbital angular momentum in a diamond chain
研究了由超冷原子加载到具有金刚石链几何结构的光晶格的$l=1$轨道角动量（OAM）态流形中所形成的系统的单粒子性质。通过一系列连续的基础旋转，我们表明，OAM自由度诱导的相位在一些隧道振幅的紧束缚模型，相当于一个净$π$通量通过的plaquettes，并产生一个拓扑非平凡的能带结构和保护边缘状态。此外，我们还证明了在动力学中所涉及的不同隧穿过程之间的量子干涉可能导致Aharanov-Bohm在系统中的囚禁。所有这些分析结果都得到了精确对角化数值计算的证实。
2018-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
High-resolution imaging of ultracold fermions in microscopically tailored optical potentials
我们报告的本地探测和制备的超冷费米气体的长度尺度为1微米，即费米波长的顺序。我们实验装置的基本工具是一对相同的高分辨率显微镜物镜。其中一个显微镜物镜可以对6 Li原子的捕获费米气体进行局部成像，最大分辨率为660 nm，而另一个显微镜物镜可以在相同长度尺度上产生任意光学偶极势。采用二维声光偏转器，我们演示了几个陷阱的几何形状，包括一个紧密聚焦的单光偶极陷阱，一个4 × 4-网站的二维光晶格和8-网站的环晶格配置的形成。此外，我们展示了在这些捕获势中加载和检测少量原子的能力。结合低质量的6Li的网站分离到一微米的隧道速率，这是足够大的哈伯德模型与设计的几何形状的实施结果。
2011-04-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Realization of density-dependent Peierls phases to engineer quantized gauge fields coupled to ultracold matter
出现在高能和凝聚态物理模型中的规范场，由于它们与物质场的耦合，是动态量子自由度。由于这些强关联系统的动力学很难计算，因此有人提出在量子模拟平台中实现这种基本的耦合机制，最终目标是模拟格点规范理论。在这里，我们实现了一个依赖于密度的规范场作用于超冷费米子在光晶格的工程非平凡的Peierls阶段，取决于现场占领的基本成分。我们提出并实现了一个Floquet计划，依赖于打破时间反演对称性（TRS）同时驱动晶格在两个频率是共振的现场相互作用。这诱导了在振幅和相位上可控的密度辅助隧穿过程。我们展示了在哈伯德二聚体的技术，以量化的幅度，并直接测量Peierls相位相对于单粒子跳跃。隧道耦合具有两个不同的制度作为调制幅度的函数，其特征在于由一个$\mathbb{Z}_2$不变。此外，我们提供了一个完整的断层扫描的螺旋结构的Peierls相周围的狄拉克点，出现在驱动参数空间。
2020-03-02 cond-mat.quant-gas hep-lat quant-ph
Magnetic lattices for ultracold atoms and degenerate quantum gases
本文综述了磁晶格作为光晶格的补充工具用于捕获周期性排列的超冷原子和简并量子气体的最新进展。最近的进展包括在一维微阱磁晶格的多个位置实现玻色-爱因斯坦凝聚，在正方形和三角形磁晶格中捕获超冷原子，以及制备适合于量子隧穿实验的亚微米周期磁晶格结构。最后，我们描述了一个建议，利用长程相互作用的里德伯原子在一个大间距磁晶格上相邻的网站上的原子之间的相互作用。
2016-08-11 cond-mat.quant-gas
Anisotropic two-dimensional RF-dressed potentials for ultracold atoms
在这项工作中，使用四极阱的静态磁场和各种射频（RF）场产生的RF修饰势，已被理论研究用于捕获和操纵的冷原子在一个二维（2D）的几何形状。结果表明，在该方案中，某些特定极化和相位的射频场可以产生一些新的静态和含时的各向异性二维势，这些势对于在二维几何中囚禁和操纵冷原子是有用的.所产生的含时二维势在圆环上旋转，可用于控制冷原子云在圆环路径上的旋转和振荡，囚禁在这些势中的超冷原子可用于研究隧道效应和超流等有趣的物理现象.
2014-08-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Accelerated creation of NOON states with ultracold atoms via counterdiabatic driving
本文提出利用反绝热驱动加速超冷原子制备NOON态，通过第三个模式对称耦合和静态参数调整实现高效间隙工程，使协议速度增益随原子数指数增长，并保持高保真度。
2024-11-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
The Peierls substitution in an engineered lattice potential
人工规范场通过设计通常与电子系统相关的哈密顿量，为实现超冷原子的量子多体系统开辟了新的可能性。在周期势存在的情况下，人工规范场可以使超冷原子更接近量子霍尔区。在这里，我们描述了一个一维晶格纯粹来自有效的塞曼位移产生的拉曼耦合和射频磁场的组合。在这种晶格中，隧穿矩阵元通常是复杂的。我们控制了这个隧穿参数的振幅和相位，实验上实现了超冷中性原子的Peierls替代。
2012-01-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Transport of ultracold atoms between concentric traps via spatial adiabatic passage
研究了超冷原子在隧道耦合柱对称同心势场中的空间绝热通过过程。具体来说，我们讨论了快速绝热通过（RAP）技术的物质波模拟，用于将单个原子从谐波陷阱高保真且稳健地加载到谐波环势中，以及其在两个同心环之间的传输。我们还考虑了一个系统的三个同心环和调查运输的最内层和最外层的环之间的单个原子利用物质波模拟的受激拉曼绝热通道（STIRAP）技术。我们描述的RAP类和STIRAP类动力学的两个和三个状态的模型，分别获得良好的协议与相应的二维薛定谔方程的数值模拟。
2016-01-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Sudden and slow quenches into the antiferromagnetic phase of ultracold fermions
我们提出了一种方法来达到反铁磁态的二维费米气体被困在光晶格：独立的子系统准备在适当的初始状态，然后连接的子系统之间的隧道的突然或缓慢的淬火。合适的低熵子系统的示例是双阱或格片，其可以在实验上使用光学超晶格在莫特绝缘壳中实现。我们估计淬火后的系统的有效温度T* 通过计算使用自旋波近似在海森堡模型中创建的激发的分布。我们研究了初始交错磁场的影响，发现对于初始状态的最佳极化，有效温度可以从零极化时的T* $\approx$ 1.7 Tc显著降低到T*<0.65 Tc，其中Tc是反铁磁状态的交叉温度。可以使用有限的淬火时间进一步降低温度。我们还表明，T* 递减的线性尺寸的子系统。
2016-12-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Mean-field phases of an ultracold gas in a quasicrystalline potential
最近的实验进展，以实现超冷气体散射了八倍的光学潜力[物理。122，110404（2019）]预示着一种研究准晶结构性质的新技术的开始。准晶具有长程序，但不是周期性的，并且与它们的周期对应物相比仍然很少被研究。在这里，我们考虑一个超冷玻色子气体在一个八重对称晶格，并假设一个玩具模型，其中原子占据的基态的局部极小的潜力。系统的基态阶段进行了研究，特别是在本地性质的阶段。观察到了标准和扩展的Bose-哈伯德模型中常见的Mott绝缘体、密度波和超固相。对于非零的长程相互作用，我们发现密度波态可以自发破缺八重对称性，甚至不具有旋转对称性。我们发现，在最近的邻居的数量的本地变化发挥至关重要的作用，在相变，本地结构，和全球的基态的对称性。最近邻的数目的这种变化是不是一个独特的属性所考虑的八重晶格，我们希望我们的结果是generalisable任何准晶的潜力，只有小的位置依赖的网站能量，隧穿和相互作用的变化。
2019-10-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quadrature interferometry for nonequilibrium ultracold bosons in optical lattices
我们发展了一种干涉技术，用于对光晶格中非平衡超冷玻色子的场正交算符进行时间分辨测量。该技术利用磁性原子的内部状态结构来创建处于不同自旋状态和晶格位置的两个原子子系统。一个费什巴赫共振关闭一个自旋子系统中的原子-原子相互作用，使其成为一个良好的特征参考状态，而在其他子系统中的原子进行非平衡动力学的可变保持时间。通过第二次分束操作干涉子系统，通过检测相对自旋布居获得相互作用原子的时间分辨正交测量。该技术可以为各种哈密顿量和晶格几何形状（例如，立方、蜂窝、超晶格），包括具有隧穿、使用人工规范场的自旋-轨道耦合和更高带效应的系统。通过对隧道效应可忽略的深晶格的特殊情况的分析，我们得到了正交观测量及其涨落的时间演化。作为第二个应用，我们表明，干涉仪可以用来测量原子-原子相互作用强度与超海森堡标度n^（-3/2）的平均原子数每格点n，和标准的量子极限标度M^（-1/2）的格点数M。在我们的分析中，我们要求M >> 1，并且对于实际系统，n很小，因此总原子数N = nM的标度低于海森堡极限;然而，在这个系统中，测试基于相互作用的量子精密测量的标度行为的测量应该是可能的。
2013-03-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Nonequilibrium phases of ultracold bosons with cavity-induced dynamic gauge fields
本研究针对双格腿玻色晶格模型，探究由腔辅助双光子拉曼过程介导的动态规范场下的非平衡动力学相，分析不动点、相图及相变，发现含极限环、混沌相的多种非平衡相，并关联极限环相与时间晶体。
2023-07-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Design and characterization of a quantum heat pump in a driven quantum gas
我们提出了一种利用超冷原子实现量子热泵的方案。它是基于两个周期性驱动的相干耦合量子点使用超冷原子。每个点拥有两个相关的量子态，并耦合到一个费米子库。其工作原理是基于能量选择性驱动诱导共振隧穿过程，其中从一个点隧穿到另一个点的粒子根据其能量吸收或发射与驱动频率相关的能量量子$\hbarω$。我们使用Floquet理论的设备的特点和比较简单的分析估计的Floquet-Born-Markov形式主义的基础上的数值模拟。特别是，我们表明，驱动诱导加热直接与系统的Floquet状态的微动。
2020-03-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Creating State-Dependent Lattices for Ultracold Fermions by Magnetic Gradient Modulation
我们展示了一个通用的方法来创建状态依赖的光晶格通过施加一个磁场梯度调制的时间。这允许针对不同的内部状态调谐隧穿的相对幅度和符号。我们观察到实质上不同的动量分布取决于费米40K原子的自旋状态。利用偶极振荡，我们探测自旋相关的能带结构，发现与理论很好的协议。原位膨胀动力学表明，一个国家可以完全本地化，而其他人仍然巡回。一项系统的研究表明，在哈伯德状态下，可以忽略不计的加热和几秒钟的寿命。
2018-01-23 cond-mat.quant-gas
A Sawtooth Permanent Magnetic Lattice for Ultracold Atoms and BECs
我们提出了一种新的永磁晶格，用于创建Ioffe-Pritchard永磁微陷阱的周期性阵列，以保持和控制超冷原子和玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。可以在诸如$Tb_6$ $Gd_10$ $Fe_{80}$ $Co_4$的磁性膜的薄层上设计晶格。详细地，我们研究了单层和两个交叉层的厚度分别为50和500 nm的周期为1 $μ$ m的磁性图案。陷阱深度和频率可以通过施加的偏置场来改变，以处理晶格位置之间的隧穿速率。我们提出的解析表达式和使用数值计算表明，这种晶格具有非零的潜在的最小值，以避免马约拉纳自旋翻转。这种晶格与以前的晶格相比的一个优点是它更容易制造。
2011-01-28 cond-mat.quant-gas
Constructing Arbitrary Coherent Rearrangements in Optical Lattices
Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität（慕尼黑大学物理学院）；Department of Physics and SUPA, University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学物理与SUPA学院）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
本研究提出在光学晶格中通过构造任意幺正变换实现超冷原子的相干重组，利用双井阵列中的隧道效应和相移，实现高密度和可扩展的原子重组方法。
2026-11-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Resonant quantum dynamics of few ultracold bosons in periodically driven finite lattices
研究了周期驱动一维光晶格中有限个超冷玻色系综的非平衡动力学。我们的研究表明，驱动力迫使不同阱中的玻色子同相振荡，并表现出偶极模式。从弱到强的驱动频率范围很广，并讨论了井内动态的共振行为。在共振附近，观察到丰富的带内激发光谱。在Floquet理论的框架下研究了单粒子激发机制，阐明了驱动频率的作用。原子间的排斥相互作用的影响进行了详细的检查产生强烈的影响隧穿周期和激发概率。最后，研究了谐振对光晶格可调参数变化的依赖性。我们的分析是基于从头算多组态含时Hartree方法的玻色子。
2015-08-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Detecting Friedel oscillations in ultracold Fermi gases
研究超冷气体中的弗里德尔振荡将补充用扫描隧道显微镜对固态样品进行的研究。在原子量子气体中，相互作用和外部势可以自由调节，并且固有的较慢的动力学允许在势或相互作用淬灭之后访问非平衡动力学。在这里，我们研究如何弗里德尔振荡可以观察到在当前的超冷气体实验在现实条件下。为了这个目的，我们数值计算的弗里德尔振荡的振幅的势垒挑起在一维费米气体和比较预期的原子和光子散粒噪声在密度测量。我们发现，检测弗里德尔振荡的信号从几千个一维系统的平均值。然而，由于在本实验的单次运行中可以制备多达100个平行的一维系统，因此对约100个图像进行平均就足够了。
2017-04-21 cond-mat.quant-gas
Topological edge states and Aharanov-Bohm caging with ultracold atoms carrying orbital angular momentum
我们表明，载入金刚石链几何结构晶格轨道角动量$l=1$态的玻色子原子为探索一系列拓扑效应提供了灵活而简单的平台。该系统表现出强大的边缘状态，和相对相位自然产生的隧道振幅导致Aharanov-Bohm笼在晶格中的外观。我们将讨论如何实现这些属性，并在正在进行的实验中观察。
2018-07-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Synthetic gauge field in two interacting ultracold atomic gases without an optical lattice
利用两个相互作用的双模量子气体的多体态构造了一个二维Fock态晶格。通过周期性地驱动物种间的相互作用和脉冲每种气体的两种模式之间的隧穿，产生合成的规范场。我们推导出一个有效的哈密顿量在短脉冲的限制，类似的哈伯-霍夫斯塔德哈密顿量的磁通量每格元的相互作用能和驱动频率的比例控制。驱动序列的Floquet算子的准谱显示了著名的Hofstadter的蝴蝶图案以及边缘状态的存在。通过对局域Chern标记的计算，我们确定了FSL具有非平凡的拓扑结构，并通过模拟边缘态的动力学，表明它们具有手性。最后，包括种内相互作用在晶格中创建了一个整体谐波陷阱，并引入了宏观量子自陷的非线性效应，这被证明是阻碍沿晶格边缘的运动。这项工作介绍了一种新的途径来探索合成规范场，并提供了一个非平凡的凝聚态系统和量子气体之间的联系。
2022-10-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Aharonov-Casher Chern bands for ultracold dark state atoms
Institute of Theoretical Physics and Astronomy, Faculty of Physics, Vilnius University（维尔纽斯大学物理学院理论物理与天体物理研究所）
本文研究了Λ型原子-光耦合方案中超冷原子绝热跟随暗态时的Aharonov-Casher条件，推导了其适用要求，并展示了通过适当组合非精细调谐和有限耦合强度可实现完全平坦的最低能带，为模拟分数量子霍尔态提供完美拓扑。
2026-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Observation of coherent quench dynamics in a metallic many-body state of fermionic atoms
超冷原子的量子模拟已成为深入研究相互作用多体系统的一种强有力的技术。特别是，研究非平衡动力学的可能性为理解强相互作用量子物质中的关联和激发提供了一条独特的途径。到目前为止，相干非平衡动力学仅在玻色子原子的超冷多体系统中观察到。本文报道了费米子原子相干猝灭动力学的观测结果。在浅三维光晶格中制备了金属态的超冷自旋极化费米子和玻色-爱因斯坦凝聚体。在抑制费米子和玻色子的晶格位置之间的隧道效应的淬火后，我们观察到费米子动量分布中的长寿命相干振荡，其周期仅由费米-玻色相互作用能量确定。我们的结果表明，相干猝灭动力学可以作为一个敏感的探针，在离域的费米量子态的相关性和量子精密测量。
2015-07-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Second-order topological corner states with ultracold atoms carrying orbital angular momentum in optical lattices
提出了一种利用超冷原子加载到光晶格的轨道角动量（OAM）态的二维高阶拓扑绝缘体的实现方法。的OAM状态的对称性诱导相对相位的隧道振幅，允许描述系统的两个解耦的晶格模型。这些模型中的每一个都显示与本体的拓扑性质相关的一维边缘状态和零维角状态。我们表明，拓扑非平凡的制度，可以探索在广泛的实验可行的物理系统的参数值。此外，我们提出了一种替代的方法来表征二阶拓扑角态的基础上计算的Zak的相位的一阶边缘状态的频带。
2019-09-25 cond-mat.quant-gas
d-Wave Superfluidity in Optical Lattices of Ultracold Polar Molecules
最近对超冷极性分子的研究，受t-J哈密顿量的概括，表明分子可能比原子更适合研究d波超流性，因为系统具有更强的相互作用和更大的可调性。我们计算了极性分子在由弱耦合正方形格子组成的棋盘格中的相图。在最简单的实验可实现的情况下，只有隧道和XX型自旋-自旋相互作用，我们确定的参数制度的d波超流性发生。我们还发现，包括密度-密度相互作用破坏超流相，包括自旋密度或伊辛型自旋-自旋相互作用可以增强超流相。我们还提出了实验实现的微扰计算方案，表现出增强的d波超流性。
2011-12-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
