Dynamical thermalization of interacting fermionic atoms in a Sinai-oscillator trap
本文用数值方法研究了孤立的Sinai振子阱中相互作用冷费米子原子的动力学热化问题。该系统的特点是单粒子动力学的量子混沌制度。我们表明，对于一个多体系统的冷原子的相互作用，具有一定的量子混沌边界以上的Aberg标准的强度，导致费米-狄拉克分布和弛豫的多体初始状态的热化状态，在没有任何接触的热态。我们讨论了这种动力学热化的性质及其与洛施米特-玻尔兹曼争端的联系。
2019-07-15 cond-mat.quant-gas nlin.CD
Dynamics and thermalization of Bose-Einstein condensate in Sinai oscillator trap
数值研究了Gross-Pitaevskii方程描述的Sinai振子阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的二维演化.在没有相互作用的情况下，这个陷阱模仿西奈台球的性质，其中经典动力学是混沌的，量子演化由量子混沌和随机矩阵理论的一般性质描述。我们发现，在一定的边界以上，原子之间的非线性相互作用导致出现的动力学热化产生的统计玻色-爱因斯坦分布的本征模的系统没有相互作用。在热化边界以下，演化仍然是准可积的。这种由振子势和位于中心附近的排斥盘形成的Sinai振子阱，已经在1995年Ketterle小组的玻色-爱因斯坦凝聚体形成的第一个实验中实现，我们认为它可以为热化动力学的实验研究提供一个方便的实验平台.在没有噪声的情况下，Kolmogorov湍流可能的联系和影响进行了讨论。
2016-07-13 cond-mat.quant-gas nlin.CD
Thermalization measurements on an ultracold mixture of metastable $^4$He and $^{87}$Rb atoms in a quadrupole magnetic trap
最近，我们报道了（Knoop等人[arXiv：1404.4826]）通过在四极磁阱中对超冷混合物进行热化测量，实验测定亚稳态三重态$^4$ He+ $^{87}$ Rb散射长度。在这里，我们提出了我们的实验装置，并详细说明这些热化测量。特别地，我们给出了四极磁阱种间热化率的理论描述。e.在Majorana加热的存在下，和一个通用的程序来提取散射长度从弹性截面在有限温度下的$C_6$系数的知识的基础上单独。此外，从我们的热化数据中，我们得到了一个上限的总种间两体损失率系数$1.5\times 10^{-12}$ cm $^3$ s $^{-1}$。
2014-07-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Universal and anomalous behavior in the thermalization of strongly interacting harmonically trapped gas mixtures
我们报告热化的动力学扩展的Caldeira-Leggett模型，开发的背景下，冷原子气体局限在一个谐波陷阱，到更高的维度。普遍的特点路线热化，似乎是独立的维度突出显示，这另外表明类似于流体动力学中的湍流混合的缩放。然后，我们专注于依赖于维度的功能，特别是关于两个原子云的角动量的作用，牢记两个物种之间的有效热化的目标。最后，通过考虑物种数量的不对称性，我们发现，非线性物种间的相互作用提供了一个锁模机制之间的多数和少数物种，有关最近的实验涉及费米-玻色混合物在正常阶段。
2017-04-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Thermalization of a Disordered Interacting System under an Interaction Quench
虽然大多数对远离平衡态的强关联系统的研究都集中在干净的系统上，但众所周知，无序可能会以各种非平凡的方式显着改变所观察到的性质。因此，这些系统中相互作用和无序的非平衡相互作用需要进一步研究。本文利用最近发展起来的非平衡DMFT+CPA嵌入方案，结合了动力学平均场论（DMFT）和相干势近似（CPA）的非平衡扩展，刻画了Anderson-哈伯德模型描述的无序相互作用系统在相互作用猝灭下的弛豫和热化.该系统最初在给定温度下处于平衡状态，在给定时间，相互作用突然从零切换到有限值。为了研究无序的作用，我们使用我们的有效介质方法来计算，对于不同的最终相互作用和无序强度的值，随着系统的时间演变的分布函数。这使我们能够确定淬火后的有效温度，并分析各种相互作用强度的无序对热化的影响。我们发现，对于相互作用淬灭后的适度相互作用，无序可以在很宽的值范围内调整系统的最终温度，增加无序强度导致有效温度降低。
2023-03-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Chaoticity without thermalisation in disordered lattices
我们研究了无序晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的混沌性和热化现象，用离散的非线性薛定谔方程（DNLS）描述。辛积分方法使我们能够准确地获得完整的相空间轨迹和它们的最大李雅普诺夫指数（mLEs），表征其混沌性。我们发现，无序破坏遍历性相空间分解成子系统，有效地不相交的实验相关的时间尺度上，即使精力充沛，经典本地化不能发生。这使我们得出结论，mLE是一个非常差的遍历性指标，因为它是不敏感的轨迹被限制在相空间的一个子区域。无序晶格中BEC的最终热化不能仅仅根据其相空间轨迹的混沌性来预测。
2013-06-12 cond-mat.quant-gas nlin.CD
Thermalization, condensate growth, and defect formation in an out-of-equilibrium Bose gas
实验和数值研究了囚禁$^{87}$ Rb玻色气体的热化过程，该气体是通过玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的部分布拉格衍射在非平衡态制备的.系统在高斯势中演化，在那里我们观察到由于碰撞导致的BEC的破坏，以及随后在振荡的参考系中新的凝聚分数的生长。此外，我们偶尔观察到的缺陷，我们确定为灰孤子的存在。我们使用截断的维格纳方法模拟我们的系统的演化，并与我们的实验结果进行比较。
2018-05-15 cond-mat.quant-gas
Quantum quenches in disordered systems: Approach to thermal equilibrium without a typical relaxation time
本文研究了具有短程相互作用和长程随机跳跃的一维无自旋费米子的光谱性质和猝灭后的动力学行为。我们表明，足够快的衰减的跳跃项促进本地化效应在有限的温度下，即使经典运动是混乱的，这将防止热化。对于较慢的衰变，我们发现热化确实发生。然而，在这个模型中，后者政权属于一个意想不到的普遍性类，即，可观的表现出幂律（而不是指数）的方法，其热期望值。
2012-05-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Quasi-thermalization of collisionless particles in quadrupole potentials
我们分析了几个令人困惑的特点，最近的实验与非相互作用的气体原子在四极阱。在初始动量反冲之后，由于单个粒子轨道的退相，即使没有碰撞，系统也会达到静止的准热状态。令人惊讶的是，动量分布在很长一段时间内保持各向异性，其特征在于沿着不同方向的不同“温度”。特别地，在轴向和径向捕获方向之间不存在反冲能量的传递。为了理解这些影响，我们讨论和解决两个密切相关的模型：一个球对称的陷阱$V(r)\simeq r^α$和一个强约束气体沿一个方向（“煎饼”陷阱）。我们发现，在各向同性的陷阱，气体意外地也保存了各向异性的踢在很长一段时间，我们能够解释使用角动量守恒和维里定理。根据$α$的值，我们发现，踢可以冷却或加热正交方向。饼状阱的情形在数量上与四极阱的情形相似。我们表明，对于前者，温度各向异性和记忆的踢方向是由于在2D有效电位的变化所产生的踢，从而也解释了四极实验结果。
2019-10-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Robust finite-temperature disordered Mott insulating phases in inhomogeneous Fermi-Fermi mixtures with density and mass imbalance
不同原子种类的超冷混合物对于实现新颖的多体现象具有巨大的前景。在具有大质量差和排斥性种间相互作用的亚铁离子的二元混合物中，可以发生无序的莫特绝缘体相。该阶段显示不可压缩的总密度，尽管相对密度保持可压缩。我们使用强耦合和Monte Carlo计算表明，这个阶段存在一个广泛的参数区域的超冷气体限制在一个谐波陷阱的三维光晶格，实验可访问的陷阱参数值。
2014-07-03 cond-mat.quant-gas
Cloud shape of a molecular Bose-Einstein condensate in a disordered trap: a case study of the dirty boson problem
本文从实验和理论两方面研究了${}^6$ Li $_2$分子在激光散斑势中的简谐囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体的静态几何性质。在实验上，我们测量了许多激光散斑实现的原位柱密度分布和相应的横向云宽度。我们比较了测量的宽度与理论，这是非微扰相对于无序，包括量子涨落。重要的是，对于小的无序强度，我们发现定量协议与微扰的方法，黄和孟，这是基于Bogoliubov理论。对于强无序，我们的理论完美地再现了测量的横向宽度的几何平均值。然而，我们也观察到一个系统的偏差，从理论上预测的个人测量宽度。事实上，测量的云的长宽比单调地随着无序强度的增加而减小，而理论产生一个恒定的比值。我们将这种差异归因于所使用的局部密度近似，其可能的失败，强烈的无序表明了潜在的未来改进。
2020-03-25 cond-mat.quant-gas
Non-equilibrium Atomic Condensates and Mixtures: Collective Modes, Condensate Growth and Thermalization
被囚禁的超冷原子气体或其混合物的非平衡动力学是一个极其丰富的课题。尽管经过20年的研究，主要是在实验方面取得了显着的进展，但仍然存在许多悬而未决的问题，这些问题与这些系统的生长，弛豫和热化有关，并且仍然没有普遍接受的理论对其进行理论描述。在本文中，我们讨论了一个国家的最先进的动力学方法，它给出了一个直观的图片的物理过程发生在微观尺度上，广泛适用于以下和以上的临界区域（但不是在临界区域本身）。具体而言，Zaremba-Nikuni-Griffin（ZNG）方案提供了一个自洽的描述之间的耦合的冷凝物和热原子，包括这两个子系统之间的碰撞。它已成功地测试了各种设置的实验，包括集体模式（如双极，偶极和四极模式），拓扑激发（孤子和涡旋）和表面蒸发冷却。在这里，我们表明，它可以捕获两个重要方面的非平衡动力学的单组分和双组分BEC：科恩模式（无阻尼偶极振荡的相互作用和温度无关）和（再）热化导致冷凝物生长后突然蒸发。我们的模拟，在一个球对称的陷阱中进行揭示（i）一个有趣的两阶段的动力学和出现一个突出的蒸发冷却的单组分玻色气体的模式，和（ii）长热化时间与交感冷却的一个现实的双组分混合物。相关的开放性问题出现的机制和性质的热化在这样的系统中，需要进一步的控制实验的基准。
2016-10-18 cond-mat.quant-gas
Variational approach for Bose-Einstein condensates in strongly disordered traps
最近，Nattermann和Pokrovsky [PRL 100，060402（2008）]提出了一种用于研究强无序陷阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体的标度方法。在本文中，我们实现了他们的标度参数的框架内的变分方法求解时间依赖的Gross-Pitaevskii方程。我们考虑了既有短程s波相互作用又有长程各向异性偶极相互作用的原子气体。该理论是针对制度的强无序和弱相互作用的物理是占主导地位的集体钉扎由于无序。分析了偶极气体中凝析气的碎裂现象。
2010-02-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Phenomenology of many-body localization in bond-disordered spin chains
本研究针对键无序自旋-1/2 XXZ自旋链中的多体局域化（MBL）区域，通过实空间重整化群方案发现本征态纠缠熵多峰分布等唯象特征，为实验探测该体系MBL现象提供基础。
2025-02-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Thermalization of isolated Bose-Einstein condensate under a PT-symmetric environment
本征态热化假说（ETH）的假设表明，热化是由于系统的哈密顿量的个体本征态而发生的。但是ETH并没有说明导致热化的动力学。在本文中，我们观察到一个玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的热化过程，它被限制在一个嵌入在谐波陷阱中的光晶格势中。这种光晶格势为振荡的BEC提供了局部摩擦。BEC的时间密度图中的扩展显示了BEC的热化。此外，我们观察到PT对称势的存在极大地影响了BEC动力学和系统的热化。PT对称势的存在提供了一种将BEC的平均位置操纵到所需位置并持续所需时间长度的方法。
2022-11-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Vinen turbulence via the decay of multicharged vortices in trapped atomic Bose-Einstein condensates
我们研究了一个利用多电荷涡旋衰变在被囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体中产生湍流的过程。我们发现，由此产生的单电荷涡旋相互扭曲，螺旋开尔文波的形状交织在一起，碰撞和经历涡旋重连，创造一个无序的涡旋状态。通过检验速度统计、能谱、关联函数和时间衰减，并将这些性质与普通湍流的性质和超流氦中的观测结果进行比较，我们得出结论，这种无序涡旋状态可以与在超流氦中发现的“Vinen”湍流区相鉴别。
2017-04-22 cond-mat.quant-gas
Bogoliubov theory on the disordered lattice
用非均匀Bogoliubov理论研究了无序晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的量子涨落。应用弱无序微扰理论计算了任意维晶格中的弹性散射率和重整化声速。此外，凝析油贫化的分析结果，这是很好的协议与数值数据。
2013-03-14 cond-mat.quant-gas
Quantum criticality in disordered bosonic optical lattices
利用精确的玻色-费米映射，研究了囚禁无公度光晶格中一维硬核玻色子基态密度分布的普适性质和有限温度量子临界行为.通过对量子临界区普适标度关系的分析，我们证明了超流到玻色玻璃化转变和无序硬核玻色子的一般相图可以由被俘获的无序系统的有限温度密度分布唯一地确定.
2010-11-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
The superfluid insulator transition of ultra-cold bosons in disordered 1d traps
我们导出了一个有效的量子约瑟夫森阵列模型，用于弱相互作用的一维凝聚体，该凝聚体被无序势分裂成弱耦合的水坑。从第一性原理得到的耦合常数的分布表明，无序势中的弱相互作用玻色子经历由强随机不动点控制的超流绝缘体转变[Phys. Rev. Lett. 93，150402（2004）]。我们计算重整化群流的具体实现的无序势，以方便有限尺寸标度的实验结果，并允许比较的行为所规定的强随机性不动点。通过对平均场结果的修正，得到了系统的相图。
2011-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Generation and Decay of Two-Dimensional Quantum Turbulence in a Trapped Bose-Einstein Condensate
在最近的一项实验中，Kwon et. al（arXiv：1403.4658 [cond-mat.quant-gas]）通过将扁玻色-爱因斯坦凝聚体平移通过激光诱导的障碍物并研究随后的涡旋数衰减来产生量子涡旋的无序状态。使用平均场模拟的Gross-Pitaevskii方程，我们揭示了所观察到的动态的各个阶段。我们发现，超流体的流动过去的障碍物导致最初形成的经典的唤醒，后来变得无序。在去除障碍物之后，由于涡旋湮灭并到达边界，涡旋数衰减。我们的结果与实验观察非常一致。此外，我们通过现象学耗散探测热效应。
2014-12-15 cond-mat.quant-gas
Dynamics of Disordered States in the Bose-Hubbard Model with Confinement
质心动力学的观测提供了一种直接的方法来确定强相互作用的原子在光晶格中的量子相位。从理论上研究了囚禁势中无序玻色-哈伯德模型的态动力学。我们发现，在陷阱的边缘状态允许质心运动，即使在中心的绝缘状态。我们确定了短和长的时间尺度机制，在绝缘相的边缘状态运输。我们还认为，质心速度可以帮助确定玻色玻璃相。我们的零温度的结果提供了重要的见解的运输机制的原子在被困的光晶格，而把边界上的质心动力学预期在非零温度。
2017-05-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Dynamical emergence of a Kosterlitz-Thouless transition in a disordered Bose gas following a quench
研究了二维玻色气体在无序势猝灭后的动力学演化。根据初始条件，系统会演化为热态或超流态。使用广泛的准精确数值模拟，我们表明，这两个阶段是由一个Kosterlitz无相变分离。热化时间被证明是较长的超流相，但没有观察到临界减速的过渡。用简单的理论模型很好地再现了长时间相图。自发出现的Kosterlitz-numerless跃迁后淬火是一个普遍的现象，应该出现在非平衡量子气体和非线性，经典波系统的背景下。
2022-05-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Stability of mobility edges in disordered interacting systems
多体局域化提供了一种避免孤立相互作用量子系统热化的机制。当多体光谱中的所有本征态都变得局域化时，热化的崩溃可能是完全的，或者当所谓的多体迁移率边缘将光谱的局域化和离域化部分分开时，热化的崩溃可能是部分的。之前，De Roeck \textit{et al.} [arXiv：1506.01505]提出了多体迁移率边缘在能量密度中的可能不稳定性。局部各态历经区域--所谓的“气泡”--共振地遍布整个系统，导致了非定域化。为了研究这种不稳定性机制，我们设计了一个具有多体迁移率边缘的\emph{particle density}模型：小粒子密度下的态是局域化的，而增大粒子密度则导致离域.使用矩阵产品状态的数值模拟，我们证明了实验相关的时间尺度的大稀释系统中的小气泡MBL的稳定性。此外，我们证明了气泡传播的过程是有利于过程中，导致共振隧穿，这表明了一个可能的机制背后所观察到的多体迁移率边缘的稳定性。最后，我们提出了探测玻色-哈伯德模型中粒子密度迁移率边缘的实验。
2020-08-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Trapped-ion quantum simulation of excitation transport: disordered, noisy, and long-range connected quantum networks
激发的输运支配着物质的基本性质。特别丰富的物理学出现在无序和环境噪声之间的相互作用中，即使在光合生物分子这样的小系统中也是如此。与直觉相反，噪声可以增强相干量子传输，这已经被提出作为在光合复合物中观察到的高传输效率背后的机制。这种效应被称为“环境辅助量子传输”（ENAQT）。在这里，我们提出了一个量子模拟的激发输运在一个开放的量子网络，利用电流捕获离子实验的高度可控性。我们的计划允许控制研究的各种不同方面的激发转移，范围从静态无序和相互作用范围的影响，在马尔可夫和非马尔可夫退相的效果，连续插入的激发的影响。我们的建议讨论了实验误差来源和现实的参数，表明它可以实现在国家的最先进的离子链实验。
2017-12-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Quench dynamics of a weakly interacting disordered Bose gas in momentum space
我们从理论上研究了以有限速度发射的弱相互作用无序玻色气体在动量空间中的非平衡动力学。在没有相互作用的情况下，相干多重散射产生扩散粒子的背景，在其上出现相干后向散射干涉。我们重新审视这种情况下存在的相互作用，使用图解量子输运理论。我们发现，动力学是由耦合动力学方程描述热化的气体的扩散和相干成分。这种现象导致相干反向散射的破坏，这可以用指数弛豫来描述，其速率由粒子碰撞时间控制。数值模拟证实了这些预测。
2020-11-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Quantum Enhancement of Thermalization
研究超冷玻色气体中单格点布居数动力学，发现量子系统向平衡弛豫可比经典系统快数个数量级，归因于波包通过类隧穿机制逃离低效经典输运区域，现象在宽参数范围及弱无序系统中存在，可实验验证。
2025-08-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech nlin.CD
Quantum quench and thermalization of one-dimensional Fermi gas via phase space hydrodynamics
通过探索一维自由费米气体的相空间流体力学描述，我们讨论了系统如何通过量子猝灭稳定到广义吉布斯系综所描述的稳态。我们研究了费米子在不同初始条件和猝灭方案下的时间演化。我们分析计算当地的观测量，如粒子密度，并表明，他们总是表现出幂律松弛在晚些时候。我们发现一个简单的规则，确定幂律指数。原则上，我们的发现在一维自由费米气体或Tonk气体（具有无限排斥力的玻色气体）的实验中是可观察的。
2018-10-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
Contour-time approach to the disordered Bose-Hubbard model in the strong coupling regime
本文开发了一种针对无序 Bose-Hubbard 模型的双粒子不可约强耦合方法，可处理平衡与非平衡情况，研究了平衡相图，并发现实验中非遍历动力学出现的无序强度对应于 Mott 绝缘体与 Bose 玻璃的相边界。
2023-04-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Multifractality in the interacting disordered Tavis-Cummings model
该研究分析相互作用无序Tavis-Cummings模型，发现其多重分形本征态与泊松统计共存，缺乏热化，但引入可积性破缺微扰后系统转为遍历近完美导体，并提出了冷原子实现方案。
2024-02-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ultracold mixtures of metastable He and Rb: scattering lengths from ab initio calculations and thermalization measurements
研究了亚稳态三重态He和Rb的超冷种间散射性质。我们进行了国家的最先进的从头计算相关的相互作用势，并测量了种间弹性截面的亚稳态三重态$^4$他和$^{87}$ Rb在四极磁阱中的温度为0.5 mK的超冷混合物。我们的理论和实验相结合的研究给出了种间散射长度$a_{4+87}=+17^{+1}_{-4}$ $a_0$，这在这项工作之前是未知的。更一般地说，我们的工作表明，使用从头计算包含一个重，多电子原子，如Rb的系统获得准确的散射长度的可能性。
2014-07-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Thermalization of isolated Bose-Einstein condensates by dynamical heat bath generation
一个孤立的量子系统是否以及如何在其幺正时间演化的情况下热化是多体物理学的一个长期悬而未决的问题。本征态热化假设（ETH）假设热化发生在系统哈密顿量的单个本征态水平上。然而，ETH需要严格的条件来验证，并且它没有解决如何从初始非平衡态动态地达到热状态。研究了初始粒子数不平衡的双势阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。我们发现，系统热化，虽然初始条件违反ETH的要求。我们确定三个动态政权。在初始制度的无阻尼约瑟夫森振荡，非相干激发或准粒子（QP）的子系统成为强烈耦合到BEC子系统的动态生成的，参数共振。当存储在QP系统中的能量达到其最大值时，QP的数量变得有效地恒定，并且系统进入准流体动力学状态，其中两个子系统弱耦合。在这最后的制度中，BEC作为QP系统的巨正则热库（反之亦然），导致热化。我们称这种机制为动态浴生成（DBG）。
2017-12-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Many-body localization, thermalization, and entanglement
热化量子系统通常用平衡态下的统计力学来描述。然而，并不是所有的系统都属于这一类，多体局域化提供了一种在强无序系统中热化失败的通用机制。多体局域化（MBL）系统在非零温度下保持完美的绝缘体，其不热化，因此不能使用统计力学描述。在这次学术讨论会上，我们回顾了MBL系统研究的最新理论和实验进展，重点是纠缠和非平衡实验探针，如量子猝灭提供的新视角。从理论上讲，MBL系统表现出一种新的鲁棒可积性：出现了一组广泛的准局部运动积分，这为热化的崩溃提供了一个直观的解释。基于准局域运动积分的描述被用来预测MBL系统的动力学性质，如量子纠缠的扩展，局域观测量的行为，以及对外部耗散过程的响应。此外，MBL系统可以表现出本征态跃迁和热力学平衡中禁止的量子级。我们概述了目前的理论理解的量子到经典之间的多体本地化和遍历阶段的过渡，并在该过渡附近的异常运输。在实验上，与外部热库隔离良好的合成量子系统为实现MBL阶段提供了天然平台。我们回顾了最近的实验与超冷原子，囚禁离子，超导量子比特和量子材料，其中不同的签名多体局域化已被观察到。最后，我们列出了突出的挑战和有前途的未来研究方向。
2019-02-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
