Binary Mixture of quasi one dimensional dipolar Bose Einstein Condensates with tilted dipoles
我们考虑一个$^{168}$ Er- $^{164}$ Dy偶极混合物，被雪茄形谐振势捕获。我们推导出了具有倾斜角的准一维种间有效势，并证明了它是单偶极气体情形的一个很自然的推广。通过求解耦合的Gross-Pitaevskii方程，我们观察到从互溶到不互溶的混合物的磁矩的方向是不同的过渡。原子数也显示出对混合物的显著影响。
2017-11-25 cond-mat.quant-gas
Competing quantum phases of hard-core boson with tilted dipole-dipole interaction
本文讨论了不同极化角的偶极-偶极相互作用诱导的硬核玻色子的不同量子相位。我们考虑两个最有影响力的领先条款与各向异性由于倾斜极化的现场玻色子在正方形晶格。为了确保这种截断的具体性，我们比较了我们的相图，从集群平均场论（CMFT）和无限投射纠缠对态（iPEPS），从量子Monte Carlo的长程相互作用模型的数值。接下来，我们关注方位角固定为$ϕ= π/4$的情况。使用平均场分析的量子自旋算符被取代的$c$ -号码，我们的目标是寻找潜在的相，特别是超固体。我们的研究结果表明，竞争的情况下，主要是两个有序的阶段与不同大小的晶胞，其中一级转变发生在他们之间。借助CMFT和变分iPEPS，可以更精确地确定由平均场论预测的相界。我们的发现阐明了在强偶极原子的超冷实验中可能看到的潜在超固相。此外，我们的研究结果表明，一个有效的三角形光晶格可以实现微调的偶极子在一个正方形晶格的偏振。
2020-09-22 cond-mat.quant-gas
Density wave instabilities of tilted fermionic dipoles in a multilayer geometry
本文研究了零温下在等间距层中运动的费米子偶极子在外场作用下的密度波不稳定性。使用保守的Hartree-Fock近似，我们表明，在不同的层中的偶极子之间的相关性显着降低临界耦合强度时，层之间的距离是相当于每层内的粒子间距离的密度波的形成。当偶极子垂直于平面时，这种效应最强，导致相邻层中的密度波对于偶极子的所有取向都是同相的。我们还证明了层间相互作用的影响可以从经典模型中理解。最后，我们表明，层间相关性是重要的实验相关的偶极分子，包括化学稳定的$^{23}$钠$^{40}$ K和$^{40}$ K $^{133}$ Cs，其中密度波制度是在实验范围内。
2012-08-30 cond-mat.quant-gas
Dipole condensates in tilted Bose-Hubbard chains
本文通过场论分析与DMRG模拟研究了强倾斜光晶格中同时守恒玻色子数和偶极矩的Bose-Hubbard链，发现其相图不含可压缩相，而是由多种奇异偶极子凝聚体主导，并提出了冷原子实验识别方案。
2022-10-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-th
Excitations and anisotropic sound in planar dipolar supersolids with tilted dipoles
Dodd-Walls Centre for Photonic and Quantum Technologies（光子与量子技术多墙中心）；Department of Physics, University of Otago（奥塔哥大学物理系）
本研究通过Bogoliubov-de Gennes计算和流体动力学理论，分析了平面约束下各向异性偶极子超流体的集体激发，揭示了三角相和条纹相的声速特性及弹性参数。
2026-02-02 cond-mat.quant-gas
Supersolid phases of lattice dipoles tilted in three-dimensions
用量子蒙特卡罗模拟方法研究了正方形光晶格中偶极玻色子的相图。系统中的偶极子彼此平行，并且它们的取向可以固定在三维空间的任何方向上。从实验上可调的参数，如散射长度和偶极相互作用强度，我们推导出的参数进入有效的哈密顿量。根据偶极子的方向，各种类型的超固体（例如棋盘，条纹）和固体（棋盘，条纹，对角线条纹和不可压缩相）可以稳定。值得注意的是，我们发现了一个集群超固体的特点是形成水平的粒子簇。这些簇沿与水平方向成一定角度的方向排列。此外，我们发现了所谓的晶界超流体。在这一阶段，具有固体秩序的区域被扩展的缺陷（晶界）分隔开，这些缺陷支持超流性。我们还研究了条纹超固体对热涨落的鲁棒性。最后，我们评论的实验实现的阶段发现。
2022-06-14 cond-mat.quant-gas
Two dimensional bright solitons in dipolar Bose-Einstein condensates with tilted dipoles
讨论了偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中偶极相对于孤子平面的取向对二维亮孤子物理性质的影响。以前的研究中，这样的孤子涉及偶极子垂直或平行于凝聚平面。倾斜角构成了一个额外的调谐参数，这有助于我们控制面内各向异性的孤子，以及提供访问以前忽略的相互作用参数的孤子稳定性制度。此外，它可以用来驱动凝聚体进入声子不稳定性，而不改变其相互作用参数或陷阱的几何形状。在均匀的二维倾斜偶极子凝聚体中，声子不稳定性总是以瞬态条纹图案为特征，最终破裂成亚稳态孤子气体。最后，我们演示了如何偶极BEC在浅阱最终可以变成一个自陷物质波的绝热方法，涉及到倾斜角的调谐。
2015-06-07 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Bound Chains of Tilted Dipoles in Layered Systems
多层体系中的超冷极性分子最近已经在实验上实现。虽然实验几乎完全通过它们的化学反应性来研究这些系统，但在偶极系统中创建和操纵奇异的少体和多体物理的前景是迷人的。在这里，我们集中在多层设置中的少体状态。我们利用层间势的几何形状来计算每层中有一个分子的两体链和三体链。重点是在偶极子是在一定的角度，相对于层平面的装置，外部电场。结合能和空间结构的束缚态的研究在几个不同的方式使用分析方法。结果进行了比较，随机变分计算和非常好的协议被发现。我们得出结论，近似的基础上谐振子潜力是准确的，即使是倾斜的偶极子时，考虑到潜在的景观的几何形状。
2012-03-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ground state of an ultracold Fermi gas of tilted dipoles in elongated traps
费米气体中的多体偶极效应是相当微妙的，因为它们与费米表面（FS）处和下方的大动能进行能量竞争。最近，实验观察到，由于各向异性和长程偶极-偶极相互作用的存在，FS从球形变形为椭球形。此外，有人建议，当偶极旋转的外部场的手段，FS遵循他们的旋转，从而保持长轴的动量空间椭球平行的偶极。在这里，我们概括了以前的Hartree-Fock平均场论系统局限于一个细长的三轴陷阱与任意取向的偶极子相对于陷阱。由此我们首次研究了偶极子的任意取向对系统基态性质的影响。此外，考虑到系统的几何形状，我们展示了如何椭球FS变形可以重建，假设弹道膨胀，从实验测量的真实空间的纵横比自由膨胀后。我们比较我们的理论结果与新的实验数据测量的铒费米气体的各种陷阱参数和偶极子取向。所观察到的显着的一致性表明，我们的模型捕捉FS变形的完整的角度依赖性的能力。此外，对于具有更高偶极矩的系统，我们的理论预测了一个额外的意想不到的效果：FS不简单地严格遵循偶极子的取向，但软化显示纵横比的变化取决于偶极子的取向相对于陷阱的几何形状，以及陷阱的各向异性本身。我们的理论提供了理解和解释现象的基础，在这些现象中，所研究的物理学取决于FS的基本结构，如费米子配对和超流性。
2018-09-13 cond-mat.quant-gas
Quasi-two-dimensional trapped tilted dipoles at zero and finite temperatures in the strongly dipolar regime
Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）
通过Bogoliubov理论研究准二维几何中完全极化偶极子在零温和有限温度下的行为，揭示倾斜角、粒子数和散射长度对系统的影响，并发现温度升高促进空间调制。
2026-09-29 cond-mat.quant-gas
Dipolar condensates with tilted dipoles in a pancake-shaped confinement
本文讨论了偶极取向对饼形约束中偶极玻色-爱因斯坦凝聚体平均场动力学的影响。准二维凝聚体的稳定性，相对于倾斜角，被发现是不同的从一个二维层的偶极子，表示相关的横向延伸，同时表征二维偶极系统。通过倾斜偶极，呈现高度可调谐的、类似于Rotonlike的最小值的各向异性激发光谱可以完全由偶极-偶极相互作用产生。在魔角和接触相互作用的情况下，长波长激发不是声子，总是不稳定的。与声子不稳定性相反，在均匀凝聚体中，后旋子不稳定性动力学的特征是瞬态的，无缺陷的条纹图案，最终经历局部坍塌，并将凝聚体驱动回稳定状态可以使它们持续更长时间。条纹之间的跳跃已被观察到之前，它融化成一个均匀的状态，在耗散的存在。最后，我们讨论了一类解决方案，其中准二维凝聚体是自陷在一个方向，以及制度的相互作用参数，包括有吸引力的短程相互作用，在其中的二维各向异性孤子可以稳定，我们表明，铬凝聚体与相对较少的原子数是非常适合于此。
2016-10-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Off-resonant many-body quantum carpets in strongly tilted optical lattices
在抑制单粒子和多粒子一级隧穿共振的非共振区，研究了强斯塔克场中的单位填充玻色-哈伯德哈密顿量。利用考虑二阶隧穿过程的有效哈密顿量，研究了相干偶极波在光晶格中的传播。结果表明，偶极波函数在短时间内的演化是弹道式的，有限尺寸效应诱导动态自干涉图案称为量子carperts。我们还提出了边界的影响后，第一次反射波函数扩散正常的方差随时间线性变化。这一工作扩展了多体Wannier-Stark系统中的一维倾斜晶格系统的物理现象。
2015-12-21 cond-mat.quant-gas
Deconfinement Dynamics of Fractons in Tilted Bose-Hubbard Chains
本文研究一维偶极守恒Bose-Hubbard模型中分形子的禁闭-解禁闭动力学，揭示其在Mott绝缘相中禁闭、在偶极Luttinger液体中解禁闭，并通过数值模拟验证了倾斜链中的实验可实现性。
2024-04-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Clusters in Separated Tubes of Tilted Dipoles
一个少体团簇是气相多体系统的一个组成部分，只要温度至多是这个团簇的结合能的数量级。在这里，我们通过考虑充满偶极可区分粒子的管系统来说明这一说法。我们计算了配分函数，它决定了在给定温度下找到少体团簇的概率。我们的计算输入-少体集群的能量-估计使用谐波近似。我们首先描述和证明我们的数值方法的有效性。然后讨论了零温多体态熔化为自由粒子和少体团簇气体的结果。对于高于其结合能阈值的温度，二聚体压倒性地主导系综，其中剩余的概率是在自由粒子中。在非常高的温度下，最终达到自由粒子（谐振子陷阱束缚）的优势。这种结构的演变出现在每一层的一个和两个粒子，提供了有关超冷偶极气体行为的关键信息。调查地址之间的过渡区的几个和多体物理作为温度的函数，使用系统的十个偶极子在五个管。
2020-04-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ground states of 2D tilted dipolar bosons with density-induced hopping
受最近的实验的启发，超冷磁性原子被困在光晶格中的原子偶极子的取向可以完全由外场控制，我们研究了被困在一个二维晶格中的偶极玻色子的基态性质与密度诱导跳跃和偶极子是倾斜的沿$xz$平面。给出了上述体系在不同倾角下的基态相图。我们发现，随着偶极相互作用的增加，在半填充因子的超流相被破坏，有利于无论是棋盘或条纹固相的倾斜角$θ\lesssim 35.3^{\circ}$或$θ\gtrsim 35.3^{\circ}$分别。更有趣的物理现象发生在倾斜角$θ\gtrsim 58^{\circ}$，我们发现，随着偶极相互作用强度的增加，固相首先出现在填充因子低于$0.5$。此外，不同于在较低的倾斜角观察到的，我们发现，在半填充，条纹超固体之间的超流和条纹固相介入。
2021-11-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Stability of quantum degenerate Fermi gases of tilted polar molecules
最近的实验实现的量子简并气体的$^{40}$ K $^{87}$ Rb分子开辟了前景，探索强偶极费米气体和多体现象中出现的制度。在这里，我们推导出一个平均场变分方法的基础上的维格纳函数的基态性质的描述这样的系统。我们证明了偶极费米子在一般简谐势阱中的稳定性是普适的，因为它只依赖于势阱的纵横比和偶极的取向。计算了电偶极子沿择优方向取向的极化分子的种独立稳定性图和费米面的形变。与原子磁性物种相比，分子电系统的稳定性强烈依赖于其几何形状，FS形变显著增加。
2019-07-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Magnetic phase diagram of a spin-1 condensate in two dimensions with dipole interaction
当考虑原子间的磁偶极相互作用以及禁闭和自旋进动时，自旋为1的凝聚体在光阱中的基态相图中出现了几个新的特征。铁磁相和极性相区域之间的边界随着偶极强度的变化而移动，并且铁磁相可以被调制。垂直于磁场的铁磁相的磁化被调制为围绕磁场方向的螺旋缠绕，其波长与偶极子强度成反比。对于$^{87}$ Rb中的当前实验参数，这种调制应该是可观察的。因此，在偶极相互作用的结果下，在一个方向上具有破缺的连续平移不变性和破缺的整体U（1）不变性的备受关注的超固态通常作为该系统中的亚稳态出现。在强偶极耦合的有限系统中，平行于外加磁场的铁磁态变成条纹状。
2010-02-06 cond-mat.quant-gas
Quantum phases of hard-core bosons on 2D lattices with anisotropic dipole-dipole interaction
利用无偏量子Monte Carlo方法研究了具有各向异性偶极-偶极相互作用的正方晶格上的硬核Bose-哈伯德模型.为了研究各向异性的影响，假设偶极矩在二维（2D）$xy$平面上在$y$方向上极化。为了有效地模拟远程相互作用系统，我们使用蠕虫算法与O（N）的蒙特卡罗方法。我们得到了基态相图，其中包括一个超流相和一个条纹状的固体相在半填充作为两个主要的阶段。除了这两个主要阶段，我们发现一个小的区域，在那里有多个高原的粒子密度小跳跃振幅。在该区域中，平台的数量随着系统尺寸的增加而增加。这表明由于受抑的相互作用，出现了许多竞争的基态。在我们的模拟中，我们没有发现超固相的证据。
2012-12-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Universal subdiffusion in strongly tilted many-body systems
偏离平衡态的量子动力学是相互作用多体系统的基本动力学。在这封信中，我们研究倾斜多体系统的有效哈密顿量从微观描述。我们首先对一大类系统的密度弛豫速率满足$1/τ\propto k^4$给出一般性的论证，包括最近实验中观察到的费米哈伯德模型的情况[1]。这里$k$是密度波的波矢量。主要成分是反射对称性和偶极矩守恒的出现，以领先的非平凡阶的大倾斜强度。为了支持我们的分析，我们构建了一个可解的模型与大的局部希尔伯特空间维数耦合网站描述的Sachdev-Ye-Kitaev模型，其中的密度响应可以显式计算。还讨论了倾斜强度和亚扩散常数的温度依赖性。
2020-04-18 cond-mat.quant-gas
Supersolid and charge density-wave states from anisotropic interaction in an optical lattice
我们证明了磁性原子或极性分子间偶极相互作用的各向异性可以稳定光晶格中的新量子相。利用基于张量网络算法的可控数值方法，计算了二维正方形格子--一个具有吸引相互作用和排斥相互作用的硬核玻色子各向异性哈伯德模型的有效哈密顿量的相图.除了传统的超流态和莫特绝缘体态外，我们还发现了条纹态和棋盘状态的电荷密度波态，以及连接超流态和条纹固态的超固相。向超固相的转变具有不同于软核玻色哈伯德模型的机制。
2010-05-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Breaking of scale invariance in a strongly dipolar 2D Bose gas
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Rice University（莱斯大学）
本研究通过呼吸模式测量，发现二维强偶极玻色气体在偶极倾斜时标度不变性破缺，伴随量子涨落增强，并在临界角70°出现条纹调制，暗示旋子谱，为二维超固体研究奠定基础。
2025-10-24 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
Equilibrium Phases of Tilted Dipolar Lattice Bosons
在光晶格中制备近简并量子偶极气体的最新进展为探索具有各向异性和长程偶极相互作用的量子系统的平衡物理打开了大门。本文研究了二维光晶格中硬核偶极玻色子系统在半填充状态下的零温和有限温相图。偶极相互平行排列，并通过外部电场倾斜出光晶格平面。在零温度下，只要偶极相互作用的强度低于临界值$V_c(θ)$，系统在所有倾角$θ$下都是超流体。在保持$θ$固定的同时增加相互作用强度时，超流相不稳定，取决于倾斜角，有利于棋盘或条纹固体。我们探索的两个固相之间的相变的性质，并找到证据的微乳液相，以下斯皮瓦克-Kivelson的情况下，分离这两个固相。此外，我们研究了这些量子相位对热波动的稳定性，发现条纹固体是最稳健的，使其成为实验观察的最佳候选者。
2015-08-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Mixed parity pairing in a dipolar gas
我们表明，费米子偶极子在一个两层的几何形状形成库珀对与单重态和三重态的组件，当他们是倾斜的相对于正常的平面。混合宇称配对的出现是因为两个不同层中的偶极子之间的相互作用不是反转对称的。我们使用一个有效的本征值的方法来计算系统的零温相图作为偶极取向和层间距离的函数。相图包含纯三重态以及混合的单重态和三重态超流相。我们详细展示了如何对波函数偶极子居住在不同的层顺利地从单重态到三重态对称的偶极子的方向发生变化。我们的结果表明，偶极量子气体可以用来明确地观察混合宇称配对。
2016-06-12 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Quantum phases of dipolar rotors on two-dimensional lattices
利用基态路径积分量子蒙特卡罗方法研究了二维正方形和三角形晶格中偶极子的量子相变.我们分析了作为偶极相互作用和横向电场的强度的函数的相图。研究揭示了量子偶极转子的取向相的存在，其性质由各向异性偶极-偶极相互作用的强度，所施加的横向场的强度和旋转常数之间的比率决定。对于三角形晶格，发现在偶极相互作用强度和施加场两者的零值和弱值处发现的一般取向无序相随着偶极-偶极相互作用的强度增加而显示出向以晶格平面中的净极化为特征的相的转变，而与施加的横向场的强度无关，除了当电场强度增加时预期过渡到横向极化相之外。正方形晶格也被发现表现出从无序相到有序相的偶极-偶极相互作用强度的增加，以及预期的过渡到横向极化相的电场强度增加。与三角形晶格的情况相反，在正方形晶格上，在高偶极-偶极相互作用强度下的有序相具有条纹有序。这些量子偶极转子相位的性质由相互作用的各向异性支配，并且提供了用于开发量子相位的有用模型，该模型超出了自旋哈密顿模型的众所周知的范例，特别是实现了具有各向异性长程相互作用的量子转子状哈密顿量的新颖物理实现。
2018-03-09 cond-mat.quant-gas physics.chem-ph quant-ph
Programmable order by disorder effect and underlying phases through dipolar quantum simulators
本研究针对两种偶极量子模拟器，分别揭示了自旋1/2系统中可通过里德堡原子模拟器编程实现的无序致有序效应，以及冷原子玻色子系统中倾斜极化角下的丰富相结构，为二维量子模拟器研究提供了基准。
2024-06-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Properties of the density-wave phase of a two-dimensional dipolar Fermi gas
在分子气体的生产和冷却方面的快速进展表明，具有强偶极相互作用的量子气体的实验研究很快就可以实现。偶极气体被预测表现出非常丰富的物理，包括量子液晶相，如密度波，以及超流相，这两者都发挥了重要作用，为我们理解强关联系统。在这里，我们调查的零温度特性的密度波相位的二维（2D）系统的费米子偶极子使用守恒Hartree-Fock理论。我们计算的密度波的振幅作为相对于2D平面的偶极矩和取向的函数。条纹引起的一维布里渊区结构，和相应的准粒子谱示出有间隙以及周围的费米表面的无间隙区域。结果，系统在密度波阶段保持可压缩，并且由于强吸引力而坍缩。我们表明，密度波有明确的签名，在动量分布和动量相关。两者都可以在飞行时间实验中测量。最后，我们将讨论如何条纹相位可以实现与实验可用的系统。
2014-10-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exploring out-of-equilibrium quantum magnetism and thermalization in a spin-3 many-body dipolar lattice system
通过在孤立量子系统中建立纠缠来理解量子热化，解决了关于幺正动力学如何与统计物理学联系的基本问题。在这里，我们研究的自旋动力学和接近本地热平衡的宏观系综S = 3自旋准备在一个纯相干自旋状态，倾斜相比，磁场，磁偶极-偶极相互作用的影响下。实验采用了104个铬原子在三维光晶格中的单元填充阵列，实现了自旋3 XXZ海森堡模型。在动态过程中，特别是作为角度接近π/2的量子相关的积累，支持与改进的数值量子相空间方法的比较，并进一步证实了观察，我们的孤立系热化下自己的动态，达到稳定状态与从热系综提取的温度从系统的能量一致。这表明了量子热化的一种情况，这种情况与纠缠熵的增长有关。虽然在我们的宏观系统中直接实验测量Renyi熵是不可行的，但与理论的极好一致性（可以计算这种熵）确实表明纠缠的建立。
2018-12-20 cond-mat.quant-gas
Absence of long-range order in a triangular spin system with dipolar interactions
三角晶格上的反铁磁海森堡模型也许是最著名的受抑磁体的例子，但它在低温下有序。最近的密度矩阵重整化群（DMRG）计算发现，次近邻相互作用$J_2$增强挫折，并导致自旋液体$J_2/J_1\in (0.08,0.15)$。此外，DMRG研究的偶极海森堡模型与较长的范围内的相互作用提供了证据的自旋液体在小偶极子倾斜角$θ\in[0,10^\circ)$。在这两种情况下，假定的自旋液体区域似乎很小。在这里，我们表明，对于三角晶格偶极海森堡模型，一个强大的量子顺磁相位存在于一个令人惊讶的宽区域，$θ\in [0,54^\circ)$，沿晶格对角线方向倾斜的偶极子。我们利用泛函重整化群（RG）对所有的磁不稳定性进行了同等的处理，得到了该模型的相图。量子顺磁相的特点是由一个平滑的连续流的顶点功能和自旋磁化率下降到最低的RG规模，在与条纹或螺旋顺序的RG流相的明显故障。我们的发现为在超冷偶极分子中寻找量子自旋液体指明了一个有希望的方向。
2018-05-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Hierarchical hydrodynamics in long-range multipole-conserving systems
本文研究长程多极矩守恒系统的非平衡动力学，提出幂律耦合层级模型，揭示次扩散、扩散与列维飞行等丰富相图，并推广至高维及量子模拟验证。
2023-11-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
