Collective modes of a trapped ion-dipole system
我们研究了一个简单的模型，包括一个原子离子和一个极性分子被困在一个单一的设置，考虑到他们的静电相互作用。我们分析确定它们的集体激发模式作为它们的质量，捕获频率，距离和分子的电偶极矩的函数。然后我们讨论了这些集体激发在冷却分子、纠缠分子和离子以及实现它们之间的双量子比特门中的应用。最后，我们提出了一个数值分析的可能性，应用这些工具来研究磁有序相的极性分子的二维阵列，提出了量子模拟一些强相关模型的凝聚态物质的设置。
2013-12-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Cooperative Effects in Closely Packed Quantum Emitters with Collective Dephasing
在紧密堆积的量子发射体系综中，由于偶极-偶极相互作用引起的退相，合作效应通常被抑制。在这里，我们表明，通过添加足够强的集体退相合作的影响可以恢复。特别是，我们表明，在一个紧密包装的强烈驱动的两级量子发射体，集体退相的合奏的偶极力相比，增强了一个独立的非相互作用合奏的偶极力。我们的结果是相关的固态系统嵌入量子发射器，如钻石中的色心和超导量子比特在微波腔和波导。
2018-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Collective Motion of Polarized Dipolar Fermi Gases in the Hydrodynamic Regime
最近，开创性的STIRAP实验允许在振转基态中产生40 K-87 Rb分子[K.- K. Ni等人，Science 322，231（2008）]。为了在流体动力学范围内描述这种极化偶极费米气体，我们提出了变分含时Hartree-Fock方法。有了这个，我们计算这样一个系统的动力学性质，例如，低的激发和飞行时间膨胀的频率。我们发现，偶极-偶极相互作用诱导各向异性呼吸振荡的动量空间。此外，从陷阱释放后，动量分布变得渐近各向同性，而粒子密度变得各向异性。
2010-03-01 cond-mat.quant-gas
A charged Coulomb Bose gas with dipole-dipole interactions
我们使用Hartree-Fock-Bogoliubov方法系统地研究了零温度和有限温度下弱耦合极限下具有偶极-偶极相互作用的带电库仑玻色气体的性质。我们数值分析了集体激发、凝聚分数、耗尽、化学势和静态结构因子。此外，我们比较了我们的新发现与非偶极带电库仑玻色气体。我们的研究结果表明，库仑和偶极-偶极相互作用的复杂的相互作用可能会改变系统的稳定性，热力学和相干性。
2023-02-26 cond-mat.quant-gas
Resonance-enhanced collective effect in a triangle arrangement of Rydberg atoms with anisotropic interactions
我们研究了三个相同的里德伯原子排列在一个等边三角形晶格中的集体激发效应。利用电场极化原子偶极，两个里德伯原子之间的偶极-偶极相互作用本质上是各向异性的，在几种特殊共振情况下甚至可以消失。因此，在强阻塞情况下，我们观察到共振区单个里德伯原子的激发几率集体增强，在部分阻塞情况下，两个或三个里德伯原子的激发几率集体增强。为了进一步证明这种集体激发增强效应，我们研究了三个里德伯原子之间的两体量子关联，以及封锁半径对三角形边长的依赖关系，结果与激发特性吻合较好.
2016-07-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Optical Properties of Collective Excitations for Finite Chains of Trapped Atoms
共振偶极-偶极相互作用改变了光晶格中有限一维超冷原子链的电子激发能量和衰减速率。我们发现，集体激发态的原子链可以分为暗模式和亮模式，其中具有增强的集体有效偶极子的超辐射模式占主导地位的光学散射。研究不同长度和位置的两个链段的一般情况下，表现出相互作用的封锁和空间结构的光发射。最终，一个扩展的系统的几个干扰段模型的长链随机分布的空位缺陷。相应的发射模式提供了一个敏感的工具来研究系统的结构和动力学性质。
2011-06-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Low-energy collective oscillations and Bogoliubov sound in an exciton-polariton condensate
我们报道了在圆“箱”阱中观察到的激子极化子凝聚体的低能、低动量集体振荡。振荡主要由偶极子和呼吸模式，和两个模式的频率的比例是一致的弱相互作用的二维囚禁玻色气体。从偶极子振荡频率提取的声速小于Bogoliubov声音，这可以部分地解释为非相干水库的影响。这些结果为理解储集层、耗散、能量弛豫和有限温度对激子-极化激元凝聚体和其他二维开放耗散量子流体的超流性质的影响铺平了道路。
2021-01-18 cond-mat.quant-gas
Ground state and collective excitations of a dipolar Bose-Einstein condensate in a bubble trap
本文研究了泡阱中偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的基态和低激发态，壳形球对称约束势。通过一个适当的高斯anomaly，我们确定的情况下，粒子相互作用的各向同性和短程接触和各向异性和长程偶极-偶极势在薄壳极限的基态性质。此外，我们利用已有的基态，采用求和规则方法研究了双极模、二维四极模、三维四极模以及偶极模。我们发现的情况下，既不是维里也不是科恩的定理可以应用。最重要的是，我们证明了各向异性粒子密度分布的存在，这是不存在的情况下，排斥接触相互作用。这些显着的偏差，从人们通常会期望的，然后追溯到偶极相互作用的各向异性性质和新的拓扑结构引入的气泡阱。
2019-11-08 cond-mat.quant-gas
Self-consistent field theory of polarized BEC: dispersion of collective excitation
我们建议构造一组玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的量子流体力学方程，其中原子具有电偶极矩。得到了偶极-偶极相互作用（DDI）对欧拉方程的贡献。导出了介质极化演化的量子方程。发展数学方法可以研究相互作用对极化演化的影响。该展开方法可应用于动力学受DDI影响的各种物理系统。本文从量子流体力学出发，导出了极化粒子的Gross-Pitaevskii方程。我们证明了Gross-Pitaevskii方程出现在所有偶极子具有相同方向且不随时间变化的条件下。比较了电偶极子演化方程和磁化强度演化方程。我们的方法考虑了偶极BEC中集体激发的色散，无论是否受均匀外电场的影响。我们表明，极化的BEC的演变导致形成一种新的类型的集体激发。详细描述了集体激发的色散。我们还考虑了在极化玻色-爱因斯坦凝聚体中由中性极化粒子的单能束产生波的过程。计算了偶极光束产生Bogoliubov模和偏振模的可能性。
2013-05-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Collective modes of monolayer, bilayer, and multilayer fermionic dipolar liquid
受最近在实验室中产生极性分子气体的实验进展的启发，我们从理论上研究了具有各向异性和$1/r^3$偶极-偶极相互作用的二维偶极系统的多体效应。我们计算了二维偶极系统的集体模，也考虑了空间分离的双层和多层超晶格偶极系统。获得了量子偶极气体集体模的特征。我们定量地比较这些偶极系统的模式与广泛研究的通常的二维电子系统，其中粒子间的相互作用是库仑的模式。
2010-12-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Collective shift in resonant light scattering by a one-dimensional atomic chain
实验研究了一维随机填充冷二能级原子链的共振光散射。通过对光沿链散射的局域测量，我们观察到了原子间光诱导偶极-偶极相互作用的相长干涉。尽管平均原子间距离大于光的波长，但它们导致集体共振的位移。这一结果表明，强烈的集体效应可以通过结构化的几何安排的合奏。我们还探讨了高强度制度，原子不能被描述的经典。我们比较我们的测量平均场，非线性耦合偶极模型占一个原子的响应饱和。
2020-05-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Collective many-body interaction in Rydberg dressed atoms
本文提出了一种用里德伯能级对原子基态进行弱修饰来控制冷原子气体间相互作用势的形状和性质的方法。对于增加的粒子密度，交叉发生从两个粒子相互作用到集体多体相互作用，其中里德伯能级之间的偶极-偶极/范德华封锁现象起着主导作用。我们研究了这些集体相互作用势对玻色-爱因斯坦凝聚体的影响，并给出了实验检测的最佳参数。
2010-09-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Collective excitations of a dipolar Bose-Einstein condensate
我们测量了偶极-偶极相互作用对玻色-爱因斯坦凝聚体集体模频率的影响。在相对大量的原子，实验测量是在良好的协议与零温度的理论预测的基础上的托马斯费米方法。集体模式的偶极位移的实验结果表明，更大的依赖于陷阱的几何形状和原子数比测量时，由于偶极力的冷凝物的纵横比的修改。这些发现是在良好的协议与模拟的基础上的高斯分析。
2010-05-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Attractive dipolar coupling between stacked exciton fluids
排列的偶极子之间的相互作用是长程和高度各向异性的：它从排斥到吸引的变化取决于偶极子的相对位置。我们报告的观察的吸引力分量的激子偶极子之间的偶极耦合堆叠半导体双层。我们表明，在一个双层中的偶极激子流体的存在下修改的空间分布，并增加激子偶极子在垂直远程层的结合能。结合能的变化解释了一个多体极化子模型描述的激子云的变形，由于其与远程偶极激子的相互作用。这些结果为观测理论上预测的新的和奇异的集体相、实现半导体系统中的相互作用偶极晶格以及工程和传感它们的集体激发开辟了道路。
2018-08-03 cond-mat.quant-gas
Far-field resonance fluorescence from a dipole-interacting laser-driven cold atomic gas
我们分析了由激光驱动的冷原子稠密气体发出的荧光的时间响应。当平均原子间距小于原子散射光子的波长时，系统表现出较强的偶极相互作用和集体耗散。我们解决了具有不同几何形状的小系统的精确动力学，并展示了这些集体功能是如何体现在散射光的性质，如光子发射率，功率谱和二阶关联函数。通过计算这些超出弱驱动极限的量，我们在理解这些多体系统中的集体行为的特征方面取得了进展。此外，我们澄清的作用，无序的共振荧光，直接相关的最近的实验努力，旨在探索偶极-偶极相互作用的气体原子的多体效应。
2016-03-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Collective resonance fluorescence in small and dense atom clouds: Comparison between theory and experiment
我们研究了当原子数逐渐增加时，冷而致密的$^{87}$ Rb原子云对近共振低强度光的集体光学响应的出现。实验观测进行了比较，与微观随机模拟的经常性散射过程的原子之间，将原子的多级结构和光学测量装置。我们分析的光学响应的inconveniously增宽的气体，发现实验观察到的共振线位移和收集的总散射光强度冷原子云大大偏离那些热原子系综，表明强烈的光诱导原子之间的共振偶极-偶极相互作用。在高密度下，模拟还预测了冷原子云中光致激发的衰减速度比热原子云中慢得多。偶极-偶极相互作用的作用进行了讨论的共振耦合的例子和集体辐射激发本征模的系统。
2016-08-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Collective Electronic Excitation Coupling between Planar Optical Lattices using Ewald's Method
利用Ewald求和方法研究了平行平面光晶格中超冷原子的集体电子激发（激子）。激子色散关系，然后可以适当地重写和有效地计算长程共振偶极-偶极相互作用。对于两个相同的光晶格，这种面内激子共振耦合，能量转移强度随着晶格之间的距离呈指数下降。这允许限制转移到相邻的平面，并引起晶格之间的激子离域。在一般情况下，等效的结果将保持任何平面系统包含晶格层的光学活性和偶极材料。
2011-06-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Few-body collective excitations beyond Kohn's theorem in quantum Hall systems
在量子霍尔系统中存在一个相对坐标呼吸模式，在库仑作用和偶极-偶极相互作用下表现出不同的行为。虽然Kohn定理预测任何相对坐标相互作用都不会改变质量质心能谱，但它会影响相对坐标中的激发。一个这样的集体激发，我们称之为超径向呼吸模式，自然地出现在一个少体，超球表示的问题，并取决于粒子间的相互作用，基态波函数，和参与激发的粒子数。这种激发的可能观测将在冷旋转原子模拟和传统的量子霍尔实验的背景下讨论。
2016-07-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Microscopic theory of the collective optical response of dilute atomic clouds at finite temperature
Sorbonne Université, CNRS, ENS-PSL Research University, Collège de France（索邦大学、法国国家科学研究中心、ENS-巴黎文理研究大学、法兰西公学院）；ESPCI Paris, PSL University, CNRS（巴黎高等物理化工国立工程学院、巴黎文理研究大学、法国国家科学研究中心）
本文发展有限温度下稀薄原子云光学响应的微观理论，揭示热运动抑制集体偶极-偶极相互作用的机制，并通过模拟验证，阐明共振位移从集体Lamb位移到Lorentz-Lorenz位移的演化。
2026-09-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Optical Magnetism and Huygens' Surfaces in Arrays of Atoms Induced by Cooperative Responses
通过利用强光学共振相互作用的原子阵列与电偶极跃迁，我们展示了如何合成集体的光学响应，对应于磁偶极子和其他多极阵列所形成的。在阵列的集体激发本征模中获得了与电偶极跃迁强度相当的光学活性磁性。通过控制原子能级位移，可以激发光谱重叠、交叉的电偶极子和磁偶极子的阵列，提供具有透射光的完全$2π$相位控制的几乎无反射的量子惠更斯表面的物理实现，其允许甚至在单光子水平下的极端波前工程。我们通过将平面波变换成涡旋光束来说明这一点。
2020-08-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Influence of disordered and anisotropic interactions on relaxation dynamics and propagation of correlations in tweezer arrays of Rydberg dipoles
该研究从理论上探究了含无序与各向异性相互作用的里德堡偶极子光镊阵列的非平衡动力学，绘制动力学相图并揭示慢弛豫区的亚弹道关联传播特性，提出基于解耦团簇的解析模型解释多弛豫时间尺度，成果可推广至多数量子科学平台。
2024-08-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Interaction of light with planar lattices of atoms: Reflection, transmission and cooperative magnetometry
本文研究了二维平面冷原子晶格中强光介导的共振偶极-偶极相互作用。我们提供了一个详细的分析作为一个“超原子”，其响应类似于电磁诱导的透明度，但表现出超窄的集体尺寸依赖的次辐射共振线宽的偶极点发射器晶格平面的描述。超原子模型提供了直观简单的描述阵列的光谱响应，包括完全反射，全透射，窄Fano共振，和渐近表达式的集体本征模的共振线宽。我们提出了一个协议，几乎整个辐射激发转移到一个单一的相关subradiant本征模在一个晶格，并表明，通过堆叠的晶格阵列获得的介质可以形成一个合作的磁强计。这种磁力计利用与基于电磁感应透明度的磁力计类似的原理。然而，合作磁力计的精度不受单原子共振线宽的限制，而是由强偶极-偶极相互作用导致的更窄的集体线宽。
2018-02-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Stable dipole solitons and soliton complexes in the nonlinear Schrodinger equation with periodically modulated nonlinearity
本文对具有非线性格点赝势的一维Gross-Pitaevskii/非线性Schrodinger方程中的无限多个孤子族和孤子复合体族进行了一般分类，即，周期性调制的系数在立方项之前，其取正的和负的局部值。该模型在原子玻色-爱因斯坦凝聚体和非线性光学中有直接的实现。最重要的发现是存在两个分支的偶极孤子（DS），其特征在于反对称形状，基本上被压缩到非线性晶格的单个单元中。这种孤子种以前没有考虑在非线性晶格。我们证明了DS族中的一个分支（即服从Vakhitov-Kolokolov判据的分支）是稳定的，而不稳定的DS自发地转变为稳定的基本孤子（FS）。结果得到的数值和近似解析形式，后者的基础上变分近似。还发现了一些稳定的束缚态。
2016-06-30 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Observation of suppression of light scattering induced by dipole-dipole interactions in a cold atomic ensemble
本文研究了在偶极-偶极相互作用下，用近共振弱激光照射冷铷原子云时集体散射的出现。原子样品的大小与光的波长相当。当原子数从1逐渐增加到450时，我们观察到谱线变宽，出现小的红移，与此一致的是，相对于无相互作用原子的情况，散射光受到强烈的抑制。包括内部原子级结构的数值模拟与数据一致。
2014-10-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Controlled manipulation of light by cooperative response of atoms in an optical lattice
我们表明，在光晶格中的原子对共振入射光的合作响应可以用于在亚波长尺度上对光的精确控制和操纵。由强光介导的偶极-偶极相互作用引起的系统的特定集体激发模式可以通过定制入射光的空间相位分布来解决。我们演示了如何集体响应可以用来产生光激发在晶格上的隔离站点。
2012-03-08 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
