Quantum Hall effects in fast rotating Fermi gases with anisotropic dipolar interaction
我们研究了量子霍尔体系中快速旋转的准二维偶极费米气体。通过调整偶极矩相对于z轴的方向，偶极-偶极相互作用在$x$ - $y$平面中变为各向异性。对于一个软的限制势，我们发现，当我们倾斜的偶极矩的角度，该系统从一个$ν= 1/3$ Laughlin状态与偶极子沿z轴极化的一系列基态特征在于不同的平均总角动量，最后到一个各向异性的整数量子霍尔态。在从分数态到整数态的转变过程中，我们发现系统的密度分布呈现出类晶体结构。我们映射出的基态作为倾斜角和禁闭势的函数，揭示了竞争的各向同性禁闭势和偶极-偶极相互作用的各向同性和各向异性组件。
2011-04-01 cond-mat.quant-gas
Thermodynamics of rotating Bose gases in a trap
在中性冷原子的背景下，人们对旋转玻色气体的新的基态性质进行了深入的研究。以处于磁场中的荷电理想玻色气体（相当于处于合成磁场中的中性气体）为例，从热力学角度研究了势阱中的旋转玻色气体.结果表明，玻色-爱因斯坦凝聚温度与磁场无关，这与临界温度随磁场增加而降低的直觉相矛盾.比热和朗道抗磁性也表现出有趣的行为。相反，我们证明了中性玻色气体在旋转框架中的凝聚温度在快速旋转极限下下降到零，这表明在基态中存在非凝聚量子相。
2010-08-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Quantum oscillations in ultracold Fermi gases : realizations with rotating gases or artificial gauge fields
本文研究了非相互作用费米气体在旋转或人工规范场作用下的角动量。气体的角动量显示显示振荡作为粒子数或化学势的函数。这种现象类似于固态环境中磁化强度的de Haas-van Alphen振荡。然而，我们指出并分析了固态和超冷原子气体之间存在的关键差异。我们探讨这些振荡的物理参数的可见性的依赖关系，并提出了两个实验方案，他们的观察。由于振荡的幅度对温度的依赖性很强，我们建议将其用作低温区费米气体的灵敏温度计。
2012-12-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Rapidly Rotating Atomic Gases
本文综述了快速旋转简并原子气体理论的发展。主要关注的是单组分原子玻色气体的平衡性质，它（至少在静止时）形成玻色-爱因斯坦凝聚体。旋转导致形成量子化的涡旋，这些涡旋排列成涡旋阵列，与超流氦的行为非常相似。在快速旋转的条件下，当涡旋密度变大时，原子玻色气体提供了在新的参数范围内探索量子化涡旋物理的可能性。首先，有一个有趣的制度，其中旋涡变得足够密集，它们的核心-由愈合长度设置-开始重叠。在这种情况下，理论描述简化，允许在最低的朗道能级减少到单粒子状态。第二，当涡流的数量变得与气体中的颗粒数量相当时，可以设想进入非常高的涡流密度的状态。在这种情况下，理论预测会出现一系列强关联的相位，它们可以被看作分数量子霍尔态的{ \it玻色子}版本。本文介绍了快速旋转原子玻色气体在平均场和强关联区的平衡性质，以及晶格中玻色气体、多组分玻色气体和原子费米气体的相关理论发展。根据这些理论的发展，目前的实验情况和未来的展望进行了讨论。
2009-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Rotating anisotropic Bose gas with large number of vortices
本文理论研究了旋转各向异性玻色气体中的涡旋晶格，通过最低朗道能级投影和Gross-Pitaevskii方程的数值求解，揭示了涡旋数量随各向异性、旋转速度和相互作用强度的变化规律，并发现其遵循修正的托马斯-费米标度。
2025-03-27 cond-mat.quant-gas
Quantum Hall States in Rapidly Rotating Two-Component Bose Gases
本文研究了在环面几何上通过精确对角化得到的快速旋转下双组分（或赝自旋1/2）玻色气体的强关联相。在赝自旋无关的接触相互作用中，当填充因子v =k/3+k/3（每个组分填充k/3）时，发现了带隙自旋单重态的形成.我们提出的数值证据表明，与k=2的带隙状态被很好地描述为一个非阿贝尔自旋单态（NASS）的状态，其中激发功能非阿贝尔统计。此外，通过改变组分间相互作用与组分内相互作用的比值，我们发现了从复合费米子态的乘积到NASS态的相变。
2012-09-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Geometric squeezing of rotating quantum gases into the lowest Landau level
本文从理论上解释了旋转量子气体进入最低朗道能级的实验，提出“几何压缩”机制以控制量子几何，为实现中性原子关联量子相提供新路径。
2023-09-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Rotating Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov state in cold Fermi gases
研究了旋转对环形阱中两组分费米超流气体的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）态的影响。我们在Bogoliubov-de Gennes方程的基础上研究了准一维区域中FFLO态的稳定性。我们发现，两个新的FFLO阶段，即，半量子涡旋态以及Fulde-Ferrell（FF）态和Larkin-Ovchinnikov（LO）态的中间态都是通过旋转而稳定的。FF态、LO态、中间态和半量子涡旋态的相图在T-P平面和T-h平面中示出。我们展示了这些状态的特性，如序参量，通量量子化，和本地极化。讨论了几个相关的工作，指出了冷费米气体的优点。
2011-11-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Strongly correlated phases in rapidly rotating Bose gases
本文考虑一个被囚禁的无自旋玻色子与排斥势相互作用的系统。在快速转动和小散射长度的限制下，我们严格地证明了基态能量收敛于投影到最低朗道能级上的具有接触相互作用的简化模型哈密顿量.这种有效的哈密顿量模拟了分数量子霍尔效应（Fractional Quantum Hall Effect，简称FQHE）的玻色子模拟。对于一个固定数量的粒子，我们也证明了收敛的状态，特别是，在一定的制度，我们表现出收敛的玻色子Laughlin波函数。这是第一个严格的理由的有效哈密顿量的快速旋转玻色气体。我们回顾以前的结果，这个有效的哈密顿和大纲开放的问题。
2009-06-03 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Physical Realization of von Neumann Lattices in Rotating Dipole-blockaded Bose Gases
数学格，称为冯·诺依曼格，是相干态的子集，周期性地存在于相空间中。它不同于在物理系统中可观察到的固体或Abrikosov晶格。Abrikosov晶格是紧密堆积在晶格中的涡旋，其中通量量子通过单位晶胞。虽然Abrikosov晶格普遍存在于各种物理系统中，但在粒子间存在非局域相互作用的某些物理体系中，具有多通量量子的涡旋晶格比Abrikosov晶格更稳定。目前还没有理论能够描述这些涡旋晶格。在这里，我们开发了一个理论，这些涡旋晶格扩展冯诺依曼晶格的坐标空间与单位面积成正比的通量量子通过一个单位细胞。冯诺依曼晶格不仅表现出与Abrikosov晶格相同的物理性质，而且还描述了多通量量子通过一个单胞的涡旋晶格。通过对快速旋转的偶极阻塞气体的数值模拟，我们证实了在我们的模拟中显示的涡旋晶格是冯诺依曼晶格在坐标空间中的表示。我们期望我们的理论是一个起点，发展更复杂的涡格模型。例如，朗道级混合对涡旋晶格结构、超流液滴内部形成的涡旋以及双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋物质的结构相变的影响将与此类发展相关。
2015-04-08 cond-mat.quant-gas
Rotating atomic quantum gases with light-induced azimuthal gauge potentials and the observation of Hess-Fairbank effect
我们证明了来自工程原子-光耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体的合成方位角规范势。规范势是通过将凝聚体压缩到最低能量的拉曼缀饰态而产生的，从而实现无核涡旋态。方位角规范势作为有效转动，可以通过喇曼耦合和失谐进行调谐。我们描述的自旋纹理的修饰状态，在协议的理论。最低能量的修饰态是稳定的，具有4.5-s的半原子数分数寿命。此外，我们利用方位角规范势来演示超导体中类似于迈斯纳效应的Hess-Fairbank效应。处于绝对基态的原子具有零准角动量，当合成的磁通量被调谐到超过临界值时，原子过渡到极核涡旋。我们的演示作为一个范例，创建拓扑激发剪裁原子-光相互作用的两种类型的SO（3）涡的$|\langle \vec{F}\rangle|=1$流形，无芯涡和极核涡，在我们的实验中创建。定态哈密顿量中的规范场为研究原子超流体在热平衡下的转动性质开辟了一条途径。
2018-12-17 cond-mat.quant-gas
Strong correlations in quantum vortex nucleation of ultracold atomic gases
本文综述了旋转原子气体理论的一些最新进展。这些研究揭示了在平均场方法不适用的情况下涡旋成核的过程。在我们的评论中，我们将描述和比较量子涡旋成核的稀释超冷玻色子气体被困在三种不同的配置：一个一维的环形晶格，一个一维的环形超晶格和一个二维的非对称谐波陷阱。在所有这些粒子中，都存在一个临界转动频率，在该频率下，处于基态的粒子表现出强的量子关联。然而，纠缠特性显着不同的情况下。我们解释这些差异的特征的中间状态，参与涡旋成核过程。最后，我们表明，噪声相关性是敏感的这些差异。因此，这些新的研究表明，在未来的实验中，如何利用旋转的中性原子系统产生和探测新的量子态。
2010-02-25 cond-mat.quant-gas
Reaching the quantum Hall regime with rotating Rydberg-dressed atoms
尽管量子气体领域取得了惊人的进展，但它们备受期待的应用之一--量子霍尔态的模拟--仍然难以捉摸：迄今为止，所有的实验方法都未能达到原子和涡旋密度之间足够小的比例。在本文中，我们考虑旋转里德伯-打扮原子的磁陷阱：这些气体提供强大的和可调的非本地排斥相互作用和非常低的密度，因此，他们提供了一个特殊的平台，达到量子霍尔制度。基于林德曼准则和对系统长度尺度相互作用的分析，我们表明存在一个最佳的修饰参数值，该值使系统的填充因子与进入霍尔区的临界值之间的比率最小化，从而使得在现实条件下超过1000个原子达到这种强关联相成为可能。
2020-06-09 cond-mat.quant-gas
Quantum Hall phases and plasma analogy in rotating trapped Bose gases
分数量子霍尔效应的玻色子模拟发生在快速旋转的囚禁玻色气体中：从非关联的哈特里态到强关联态，如劳克林波函数。这种物理可以用具有δ相互作用的有效哈密顿量来描述，该有效哈密顿量作用于解析函数的玻色子N体Bargmann空间。在以前的论文[N。Rougerie，S. Serfaty，J. Yngvason，Phys.Rev.A87，023618（2013）]我们研究了二次加四次捕获势的情况，并导出了关于模型参数的条件，以使其基态渐近强相关。这基本上依赖于使用量子霍尔试验态的能量上限，除了在原点钉扎的多重量子化涡旋之外，还结合了玻色-劳克林态的相关性。在本文中，我们更详细地研究了这些试探态的密度，从而进一步证实了[N。Rougerie，S. Serfaty，J. Yngvason，Phys.Rev.A87，023618（2013）]，改进了我们的能量估计并允许考虑更一般的捕获潜力。我们的分析是基于量子霍尔试验状态的吉布斯措施的经典二维库仑气体（等离子体类比）的密度的解释。对这类系统的平均场极限给出了新的估计.
2013-09-23 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Composite fermion basis for two-component Bose gases
尽管它的成功，复合费米子（CF）结构具有一些数学特征，直到最近才被完全理解。特别地，已知在投影到最低朗道能级之后产生不一定正交或甚至线性无关的波函数。虽然这在量子霍尔机制的实践中通常不是问题，但我们之前已经证明，它对旋转低角动量的玻色气体提出了技术挑战。在这些系统中，CF方法对弱短程相互作用的精确本征态产生了令人惊讶的良好近似，因此解决线性相关的波函数问题是有意义的。它也可以用于研究费米量子霍尔态的更高频段。在这里，我们提出了几种方法来构建一个所谓的“简单”CF状态的最低朗道水平的两个组件的旋转玻色气体的空间的基础，并证明他们都给出了一套线性无关的波函数，跨越空间。在此基础上，我们用所谓的限制波函数研究了最低态的结构。我们还研究了简单状态的最大可能角动量的精确和CF波函数之间的重叠的标度。
2017-01-16 cond-mat.quant-gas
Stability and Decay of Macrovortices in Rotating Bose Gases Beyond Mean Field
University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Universidade de São Paulo（圣保罗大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
研究通过超越平均场的方法，揭示了旋转玻色气体中宏观涡旋的稳定性与衰减机制，展示了陷阱约束对涡旋寿命和衰减路径的调控作用。
2026-01-27 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
Blow-up profile of rotating 2D focusing Bose gases
考虑Gross-Pitaevskii方程，该方程描述了被纯谐势捕获到准二维层中的吸引玻色气体，该气体以固定的旋转速度$Ω$旋转.首先研究了当耦合常数接近聚焦非线性薛定谔方程立方非线性的临界强度$a\_*$时基态的行为。我们证明了爆破总是发生在中心的陷阱，爆破的轮廓由Gagliardo-Nirenberg解决方案。特别是，爆破场景独立于$Ω$，以领先的顺序。这推广了Guo和Seiringer（Lett.数学物理，2014，第104卷，第141- 156页）。在第二部分中，我们考虑了$N$玻色子的多粒子哈密顿量，它与以平均场方式重新标度的势相互作用：$--a\_N N^{2β--1} w(N^β x), with $ w $ a positive function such that $ \int \_{ \mathbb{R}^2 } w（x）dx = 1 $. Assuming that $ β< 1/2 $ and that $ a\_N \to a\_* $ sufficiently slowly, we prove that the many-body system is fully condensed on the Gross-Pitaevskii ground state in the limit $ N \to \infty $。
2018-04-10 cond-mat.quant-gas math-ph math.AP
Equilibrium vortex lattices of a binary rotating atomic Bose-Einstein condensate with unequal atomic masses
我们对具有不等原子质量的二元旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的平衡基态结构进行了详细的数值研究。我们的结果表明，基态分布及其相关的涡旋配置是复杂的事件，显着不同的强烈依赖于旋转频率的强度，以及原子质量的比例。我们还讨论了云的结构和半径，涡旋的数目和核心区域的大小，作为旋转频率和原子质量比的函数，分析结果与我们的数值模拟吻合得很好。这一工作可能为不等质量二元旋转量子气体的量子控制开辟一条新的途径。
2016-05-20 cond-mat.quant-gas
A general T-matrix approach applied to two-body and three-body problems in cold atomic gases
提出了一种系统的T矩阵方法来求解超冷原子气体中s波接触相互作用的少体问题。这个问题通常被简化为一个矩阵方程，由一组正交的分子状态展开，描述相互作用粒子对的外部质心运动;而每个矩阵元素通过内部相对运动的适当重整化保证是有限的。这种方法能够将各种散射问题和相关物理量的计算纳入一个单一的框架中，并且还提供了一种物理上透明的方式来理解共振散射的机制。对于应用，我们研究了两体有效散射在2D-3D混合维，其中的共振位置和宽度确定具有高精度，从只有几个矩阵元素。我们还研究了三个费米子在（旋转）谐波陷阱，奇异的散射性质的质量比和角动量的T矩阵的框架中唯一确定。
2012-01-25 cond-mat.quant-gas
Quantum Fluctuations of Vortex Lattices in Ultracold Gases
讨论了在快速旋转的超冷原子气体中，量子涨落对涡旋晶格性质的影响。我们开发了一种变分方法，超越了Bogoliubov理论，包括准粒子激发之间的相互作用的影响。这些相互作用被发现有显着的物理性能的定量影响，即使在相对较大的填充因子。我们用我们的理论来预测预期的实验签名的量子涨落的旋涡，并评估的三角形涡晶格相与其他阶段在有限大小的系统中的竞争。
2012-11-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rotating Few-body Atomic Systems in the Fractional Quantum Hall Regime
拓扑有序物质是一种新的量子态，仅在少数物理系统中观察到，特别是表现出分数量子霍尔效应的二维电子系统。最近有人提出，在旋转超冷原子的相互作用系统中可能会产生一种简单形式的拓扑物质。我们描述了小，相互作用的玻色子原子的旋转集群的系综测量，表明它们可以被诱导到量子基态密切类似于电子系统的拓扑状态。我们报告的测量粒子间的相关性和玻色气体的动量分布在分数量子霍尔极限，进行比较，一个完整的数值模拟。描述了产生和测量这些深度纠缠的量子态特性所必需的新型实验装置。
2010-07-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Simulating Chiral Magnetic and Separation Effects with Spin-Orbit Coupled Atomic Gases
奇宇称夸克-胶子等离子体中的手征磁效应和手征分离效应--量子反常感生电流和手征电流--是重离子碰撞物理学界研究的热点。我们发现，类似的效果发生在旋转捕获费米气体与Weyl-Zeeman自旋轨道耦合的旋转起着外部磁场的作用。这些效应可以在原子云中沿旋转轴诱导出质量四极，这可以在未来的实验中进行测试。我们的结果表明，自旋轨道耦合原子气体是潜在的模拟手征磁性和分离效应。
2016-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas hep-ph
Two-component repulsive atomic Fermi gases in a thin spherical shell
该研究利用自洽哈特里-福克近似分析薄球壳中双组分排斥性原子费米气体的基态结构，揭示其混溶-不混溶转变规律及旋转下的三块夹层结构，为调控此类系统相变提供理论依据。
2024-11-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Beyond-mean-field phases of rotating dipolar condensates
本研究采用数值精确的多组态方法研究有限尺寸旋转偶极Bose-Einstein condensates，揭示了超越平均场的新颖涡旋结构、旋转团簇态和强碎裂效应，为探索关联超流体系统提供了预测框架。
2025-11-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
