Bloch Oscillations in Optical and Zeeman Lattices in the Presence of Spin-Orbit Coupling
研究了两种周期势场中自旋-轨道耦合原子的Bloch振荡：光学势和塞曼势。我们表明，在光晶格的自旋轨道耦合允许控制原子运动的方向，并可能导致完全抑制的振荡在特定值的耦合强度。在塞曼晶格中，发现能带在布里渊区的边界处彼此交叉，导致振荡的周期加倍。在所有情况下，振荡都伴随着赝自旋的旋转，其动力学由自旋-轨道耦合的强度决定。预测的效果进行了讨论，也在一个Wannier-Stark阶梯，其中在光晶格由两个相互移位等距子阶梯。
2016-10-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-Bloch self-energy of dissipative interacting fermions
Institute for Advanced Study, Tsinghua University（清华大学高等研究院）
研究非厄米特皮肤效应在耗散相互作用费米子中的表现，通过非布洛赫带理论推导精确积分表示，并揭示相互作用增强的非厄米特皮肤效应特征。
2026-02-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.optics
Gap solitons of the Wannier and Bloch types in spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates with a moiré lattice
Zhejiang Normal University（浙江师范大学）；Zhejiang University of Science and Technology（浙江科技学院）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
研究通过调节自旋轨道耦合和莫尔晶格参数，揭示了Wannier和Bloch型间隙孤子的形成机制及可控性。
2026-01-28 cond-mat.quant-gas
Damping of Bloch oscillations: Variational solutions of the Boltzmann equation beyond linear response
玻尔兹曼方程的变分解通常依赖于线性响应的概念。我们扩展的变分方法紧束缚模型在高熵的制度远远超出线性响应。我们分析了弱相互作用费米子和非相干玻色子的晶格。我们考虑的情况下，粒子是由一个恒定的力驱动，导致著名的布洛赫振荡，我们认为是足够弱的相互作用，不过度阻尼这些振荡。这种机制对计算要求很高，并且与光晶格中的超冷原子有关。我们推导出一个简单的理论，在耦合动力学方程的粒子密度，能量密度，电流和热流，允许解析解。作为应用，我们确定阻尼系数的布洛赫振荡的哈伯德模型在弱相互作用和计算它们的一维玩具模型。我们还近似地解决了一个弱相互作用，强烈布洛赫振荡云的费米子粒子在倾斜的晶格的长时间动力学，导致subdiffusive标度指数。
2014-11-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Spin-orbit coupled Bose-Einstein condensate in a tilted optical lattice
在弱倾斜周期势场中，粒子出现布洛赫振荡。内禀自旋霍尔效应是自旋-轨道耦合的结果。我们证明，这两种现象可以同时实现在气体中的弱相互作用的超冷原子暴露于倾斜的光晶格和一组空间相关的光场诱导一个有效的自旋轨道耦合。结果表明，自旋霍尔效应和布洛赫振荡效应可能同时存在，但两者之间存在很强的相关性。这些关联表现为与布洛赫振荡同相振荡的横向自旋流。
2011-01-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Strongly interacting fermions in an optical lattice
我们分析了一个系统的两个组件的费米子通过费什巴赫共振在三维晶格势的存在下相互作用。通过在适合于晶格的Bloch态的基础上表示共振的双通道模型，我们导出了能量本征值为非线性的双粒子束缚态的本征值方程。紧凑的通道间矩阵元素的表达式，数值方法的非线性本征值问题的解决方案，并提出了一个重整化过程，以消除紫外发散。从两体解的结构中，我们确定了描述最低布洛赫带中共振行为的相关自由度。这些自由度，我们称之为修饰分子，在共振的多体模型中形成了一个有效的封闭通道，即费米共振哈密顿量（FRH）。它示出了如何的FRH的属性可以通过在两个粒子水平上求解投影晶格双通道模型数值确定。相对于单通道晶格模型，如哈伯德模型，FRH是有效的一般s波散射长度和共振宽度。因此，FRH提供了一个准确的描述超冷费米子的BEC-BCS交叉的光晶格。
2013-07-17 cond-mat.quant-gas
Three-dimensional spin-orbit coupled Fermi gases: Fulde-Ferrell pairing, Majorana fermions, Weyl fermions and gapless topological superfluidity
本文从理论上研究了面外和面内塞曼场共同作用下具有Rashba自旋轨道耦合的三维费米气体。我们发现，由足够大的塞曼场驱动，无论是面外还是面内，该系统的超流相表现出许多有趣的特征，包括非均匀的富尔德-费雷尔配对，有隙或无隙拓扑秩序和奇异的准粒子激发，称为外尔费米子，在动量空间中具有线性能量色散（即，无质量狄拉克费米子）。拓扑超流相可以有四个或两个拓扑保护的外尔节点。我们提出了在零温度和有限温度下的相图，并讨论了在具有合成自旋轨道耦合的原子费米气体中观察它们的可能性。在这方面，拓扑超流相与不完美的Rashba自旋轨道耦合进行了研究。
2014-11-11 cond-mat.quant-gas
Ultra-cold fermions in the flatland: evolution from BCS to Bose superfluidity in two-dimensions with spin-orbit and Zeeman fields
本文讨论了二维超冷费米子从BCS到玻色超流性的演化，并讨论了同时存在自旋轨道场和塞曼场的情况。我们分析了几个热力学性质来表征不同的超流相，包括压力，压缩性，诱导极化，和自旋磁化率。此外，我们计算的动量分布和构造拓扑不变量的超流相。
2012-06-21 cond-mat.quant-gas
Bose-Einstein condensate in Bloch bands with off-diagonal periodic potential
本文报道了具有非对角周期势的布洛赫带中的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），它同时起着自旋轨道耦合（SOC）和塞曼场的作用。该模型可以在同一个三能级系统中利用两个独立的拉曼耦合来实现，其中时间反演对称性确保了具有相反动量的两个态之间的能量简并。我们发现，这两种拉曼耦合可以用来调谐动量空间中的自旋极化，从而极大地改变了布洛赫带上的有效散射。我们观察到一个过渡从布洛赫平面波相位与凝聚在一个波矢的布洛赫条纹相位与凝聚在两个布洛赫状态与相反的波矢。这两个相在实空间中将表现出完全不同于自由空间的自旋织构和密度调制。在动量空间中，可以观察到多个峰，这些峰相差一些倒易晶格矢量，反映了ODPP的周期性结构。提出了一个三波段有效模型来理解这些观察结果。该系统为研究布洛赫带上的集体激发、极化子和拓扑超流体等物理提供了一个新的平台。
2019-02-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effective-mass tensor of the two-body bound states and the quantum-metric tensor of the underlying Bloch states
考虑多带紧束缚晶格中自旋-$\uparrow$和自旋-$\downarrow$费米子之间的就地吸引，研究了两体能谱，导出了最低束缚态有效质量张量的倒数与Bloch态量子度规张量之间的精确关系.除了只依赖于单粒子光谱的带内（或所谓的常规）贡献和由量子度规控制的带间（或所谓的几何）贡献之外，我们的广义关系还具有依赖于所谓的带分辨量子度规的额外带间贡献。所有的解析表达式都适用于那些同时具有时间反演对称性和满足空间均匀配对条件的多带晶格。作为一个非平凡的例子，我们分析了两体问题的Kagome晶格与最近邻跳跃，并表明，确切的关系提供了一个完美的基准。
2022-01-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Fermionic trimers in spin-dependent optical lattices
我们研究了束缚在一维光晶格中的两组份费米气体的三体束缚态的形成。结合能和有效质量的三聚体的Mattis积分方程的解决方案得到的不等布洛赫质量的情况下推广。我们发现，这个方程承认多个解决方案对应的激发束缚态，这是稳定的大质量的不对称性。
2011-03-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Transport controlled by Poincaré orbit topology in a driven inhomogeneous lattice gas
在均匀倾斜和驱动的周期量子系统中，驱动和布洛赫振荡之间的相互作用控制着输运动力学。使用调制光晶格中的量子气体，我们实验表明，所施加的力的不均匀性导致丰富的各种新的动力学行为的驱动相控制，从自参数调制布洛赫周转圆的自适应驱动力梯度的运输调制增强的非线性模式。匹配实验观测到的时间相关的带理论的拟合参数自由的数值预测，我们表明，这些现象可以定量地理解为一个潜在的不稳定性引起的相空间结构的表现，其中拓扑分类的频闪庞加莱轨道控制的运输动力学。
2020-06-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spin-orbit coupled fermions in ladder-like optical lattices at half-filling
本文研究了自旋轨道耦合作用下梯形晶格中半填充两组分费米子的基态相图。对于自旋轨道单向耦合的排斥费米子，我们确定了一个Néel态，它通过Ising相变线与单重态和铁磁态分离。这些线交叉的最大自旋轨道耦合和直接高斯相变之间的梯级单态和铁磁相实现。对于类Rashba自旋轨道耦合的情况下，除了梯级单重态相，两个不同的条纹铁磁相形成。在吸引力费米子的情况下，自旋轨道耦合在半填充的去耦链，我们确定了一个二聚状态，分离的单线态超导体和铁磁态。
2013-07-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Exploring spin-orbital models with dipolar fermions in zig-zag optical lattices
锯齿型光晶格中的超冷偶极旋量费米子可以模拟固态系统中相关的自旋轨道模型，作为具有部分填充d能级的过渡金属氧化物，具有恢复轨道涨落的量子性质的有趣优点。我们讨论了两个不同的物理系统，这些模型可以模拟，晶格几何和自旋轨道量子动力学之间的相互作用产生了丰富的新的量子相位。
2012-01-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Spin-orbit coupling and perpendicular Zeeman field for fermionic cold atoms: observation of the intrinsic anomalous Hall effect
提出了一种利用原子与激光场的耦合，在简谐势阱中同时产生Rashba自旋轨道耦合和垂直塞曼场的方案. Rashba自旋轨道耦合和垂直塞曼场的实现为利用冷费米子原子探索许多拓扑现象提供了机会。我们专注于本征反常霍尔效应，并表明，它可以通过观察到的原子密度的谐振子陷阱的旋转的响应。
2010-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Energy spectra of two interacting fermions with spin-orbit coupling in a harmonic trap
本文研究了自旋- $1/2$费米子在具有外自旋轨道势和短程两体相互作用的各向同性简谐势阱中的两体谱。使用截断的总角动量本征态的基础上，非微扰结果的实验现实形式的自旋-轨道耦合：一个纯粹的Rashba耦合，Rashba和Dresselhaus耦合在相等的部分，和Weyl型耦合。该技术很容易适用于玻色子系统和其他形式的自旋轨道耦合。
2015-04-07 cond-mat.quant-gas nucl-th
Short range asymptotic behavior of the wave-functions of interacting spin-half fermionic atoms with spin-orbit coupling: a model study
我们考虑自旋半费米子原子与各向同性Rashba自旋轨道耦合在三个方向。原子间相互作用势采用方势阱模型。本文导出了两个费米子在零净动量和零总角动量子空间中短程渐近波函数的解析形式。我们证明了自旋轨道耦合对远离共振态的波函数的短程渐近行为具有微扰效应。我们认为，我们的结论应该普遍成立。
2013-03-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Orbital phases of fermions in an asymmetric optical ladder
我们研究了具有耦合s和p轨道的相互作用费米子的量子阶梯。这种模型描述了偶极分子或原子被加载到双阱光晶格中，偶极矩被外场对准。这两个轨道组件有不同的跳跃。当轨道空间（s，p）被赝自旋1/2态所跨越时，它们之间的隧穿等价于部分Rashba自旋轨道耦合。通过玻色化分析，给出了一个包含无公度轨道密度波、对密度波和其它奇异超导相的丰富相图。特别是，超导性被发现在排斥制度。
2013-05-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Two-doublon Bloch oscillations in the mass-imbalanced extended Fermi-Hubbard model
本文研究了质量不平衡扩展Fermi-Hubbard模型中最近邻相互作用对多doublon Bloch振荡的影响，推导了有效哈密顿量并揭示了共振点处doublon的自由硬核玻色子行为及不同振荡模式。
2024-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Vortex lattice solutions to the Gross-Pitaevskii equation with spin-orbit coupling in optical lattices
利用原子与光的相互作用可以在冷原子系统中产生有效的自旋轨道耦合。我们利用考虑自旋轨道耦合的Gross-Pitaevskii方程研究了光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚。Bloch状态的线性方程的数值计算得到，并与固定的解决方案的Gross-Pitaevskii方程的非线性项。当自旋-轨道耦合较强时，发现了各种涡旋晶格态。
2013-01-16 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Observation of topological Bloch-state defects and their merging transition
Bloch能带中的拓扑缺陷，如石墨烯中的Dirac点，以及它们产生的Berry相对固态晶体中的电子动力学起着重要作用。这种缺陷可以出现在系统中的两个原子的基础上，由于动量依赖耦合的两个亚晶格状态，这引起了伪自旋纹理。拓扑缺陷出现在这个伪自旋纹理的方位角相位的旋涡。在这里，我们展示了一个完整的测量的方位角相位在一个六角光晶格采用一种通用的方法的基础上的飞行时间成像后的非共振晶格调制。此外，我们还绘出了由光束不平衡引起的两个狄拉克点的合并跃迁。我们的工作为研究具有自旋轨道耦合和相互作用的光晶格的几何性质铺平了道路。
2017-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological pumping in a Floquet-Bloch band
构建新的拓扑材料对于发展稳健的量子应用至关重要。然而，工程化这样的材料通常会导致技术开销，例如大的磁场、特定的晶格几何形状、强自旋轨道耦合、合成维度或动态超晶格势。简化实验要求已经在概念层面上得到了解决-通过提出将简单的晶格结构与Floquet工程相结合-但还没有实验实现。在这里，我们展示了拓扑泵浦Floquet-Bloch带使用一个普通的正弦晶格势和双音驱动频率$ω$和$2ω$。我们通过频率啁啾，这避免了从平凡到拓扑带的间隙闭合，从而精确地制备了超冷费米子的近绝缘Floquet带。随后，我们通过缓慢地循环$2 ω$驱动器的振幅和相位来诱导拓扑泵浦。我们的系统是很好地描述了一个有效的肖克利模型，建立一个新的范式工程拓扑物质从简单的基础晶格几何。这种方法可以使量子泵浦在计量学中的应用，以下两个频率驱动在实际材料的最新实验进展。
2022-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
A strongly interacting gas of two-electron fermions at an orbital Feshbach resonance
本文报道了具有轨道自由度和磁可调相互作用的超冷双电子费米子强相互作用气体的实验观测结果。这一认识已通过一种新的费什巴赫共振发生在两个173 Yb原子在不同的核和电子状态的散射演示。共振时的强相互作用机制由双轨道费米气体的各向异性流体动力学膨胀的观测得到证实。这些结果为实现具有轨道自由度的强关联费米子物质的新量子态铺平了道路。
2015-09-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Emergent Bloch oscillations in a kinetically constrained Rydberg spin lattice
我们探讨了动力学约束自旋系统中基本自旋团簇的弛豫动力学。受里德伯晶格气体实验的启发，我们专注于激发自旋导致相邻自旋的“促进”激发的情况。我们发现，即使是弱相互作用，超出最近的邻居可以有一个戏剧性的影响的松弛行为：它们产生一个线性的潜力，在一定条件下，导致布洛赫振荡的自旋团簇的发病。这些阻碍了团簇的膨胀，更普遍地说，阻碍了多体状态向平衡态的弛豫。这表明，在动力学约束系统中的非遍历行为可能会发生的结果之间的相互作用减少连接的多体状态和弱粒子间的相互作用。我们进一步表明，在这里确定的紧急布洛赫振荡可以在实验中检测到通过测量的里德伯原子密度，并讨论如何自旋轨道耦合的内部和外部的自由度的自旋团簇可以用来控制他们的弛豫行为。
2021-08-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
