Interacting Bose gases in twisted-bilayer optical lattices
研究扭曲双层光学晶格中相互作用玻色子的基态物理，通过开发定制的 cluster Gutzwiller 方法揭示团簇化导致的多种 Mott-like 相及类 Bose glass 相，发现非共度扭曲和层间相互作用对迁移率岛形成的增强作用。
2025-07-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Spin-Energy Correlation in Degenerate Weakly-Interacting Fermi Gases
弱相互作用费米气体在自旋相关势中表现出丰富的集体动力学，这是由自旋自由度和守恒单原子能量之间的相关性引起的，为通过工程能量空间“晶格”模拟多体量子系统提供了广阔的前景，具有受控的能量景观和站点到站点的相互作用。使用量子简并云的$^6$锂，限制在一个自旋相关的谐波势，我们测量复杂的，随时间变化的自旋密度分布，长度尺度远小于云的大小。我们表明，一个一维的平均场模型，没有额外的简化近似，定量预测所观察到的精细结构。我们测量的磁场的散射长度消失的三个不同的超精细状态的混合物提供新的约束碰撞（Feshbach）共振参数。
2021-01-27 cond-mat.quant-gas
Magnetic Phase Transition in the Ground-State Phase Diagram of Binary Bose Gases in Optical Lattices
利用量子蒙特卡罗模拟研究了二维光晶格中相互作用的二元玻色气体的基态相图。我们的模拟揭示了从$x-y$铁磁序到Mott绝缘相内部的自旋绝缘体的磁相变，每个位置有两个粒子，用于准平衡的现场粒子间和粒子内相互作用，即，$U_{\uparrow \downarrow} \lesssim U$。该3D-XY转变的特征在于沿$z$轴建立有限的局部磁矩、在$x-y$平面中的铁磁关联以及在Mott相内部的逆流超流性。当减小$U_{\uparrow \downarrow}/U$时，这种转变与Mott超流转变合并并成为一级。结合$U_{\uparrow \downarrow}/U$参数研究了两个跃迁的合并。
2021-05-18 cond-mat.quant-gas
Collision of one dimensional (1D) spin polarized Fermi gases in an optical lattice
本文分析了两个自旋极化相反的费米子原子云碰撞的动力学行为。利用时间演化块抽取（TEBD）方法，模拟了格子中两个一维云团的碰撞。在吸引和排斥相互作用之间的碰撞行为中存在对称性。我们分析了在碰撞区域的对形成动力学，提供了一个简单的两个网站模型的对形成机制的定量分析。
2011-02-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultracold Lattice Gases with Periodically Modulated Interactions
我们表明，一个随时间变化的磁场诱导的周期性调制的散射长度可能会导致有趣的新的情况下，冷气体在光晶格，其特征在于非线性跳跃依赖于在相邻网站的数量差异。我们讨论了丰富的物理介绍了这种跳跃，包括对超流，完全无缺陷的莫特绝缘体状态有限的跳跃，和纯holon和doublon超流体。我们还解决实验检测，表明引入的非线性跳跃可能会导致谐波捕获气体的密度分布标记不同的超流区域之间的接口突然下降。
2012-11-15 cond-mat.quant-gas
Strongly dipolar gases in a one-dimensional lattice: Bloch oscillations and matter-wave localization
本文利用布洛赫振荡研究一维光晶格中强偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的量子涨落效应，观测到多格点宏观液滴的长寿命振荡和相互作用驱动的单格点局域化转变，并通过含量子涨落的离散一维扩展Gross-Pitaevskii理论实现了定量解释。
2022-05-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-equilibrium quantum magnetism in a dipolar lattice gas
光晶格中超冷气体的量子磁学研究有望为理解凝聚态物理中的基本问题开辟迷人的前景。在这里，我们报告的第一个实现量子磁性使用一个简并的偶极气体在光晶格。与它们的非偶极对应物相比，偶极晶格气体允许位间自旋-自旋相互作用而不依赖于超交换能，这对自旋晶格模型的研究构成了很大的优势。在本文中，我们表明，铬气体在一个三维晶格实现了一个晶格模型类似著名的t-J模型，其特征在于由非平衡旋量动力学产生的站点间海森堡的自旋-自旋相互作用提供的非本地偶极-偶极相互作用。此外，由于它的大自旋，铬晶格气体构成了一个很好的环境，为高自旋系统的量子磁性的研究，如所示的复杂的自旋动力学观察到的双占据网站。
2013-06-14 cond-mat.quant-gas
Quantum damping of Fermi-Pasta-Ulam revivals in ultracold Bose gases
提出了一个利用超冷原子研究量子力学体系中Fermi-Pasta-Ulam（FPU）现象的实验方案。具体地说，我们建议和分析的一维玻色气体限制在一个光晶格的设置。量子涨落的强度通过调整每个晶格位置的原子数（填充因子）来控制。通过对Bose-哈伯德模型的实时动力学过程进行数值模拟，研究了量子涨落对FPU振荡的影响，发现强的量子涨落对FPU振荡有明显的阻尼作用.
2010-12-19 cond-mat.quant-gas
Dynamics of spin-orbit-coupled cold atomic gases in a Floquet lattice with an impurity
本文研究了含杂质的周期调制光晶格中自旋轨道耦合单原子的量子隧穿。在准能带的赝坍缩点处，当杂质势与驱动场远离共振时，在自旋不变和杂质位布居始终可以忽略的情况下，动力学局域化发生全局性，在杂质的两个最近邻位之间出现了两种超出预期的局域二阶隧穿过程.虽然这两种类型的隧穿行为似乎是相同的，但它们被认为涉及两种不同的机制：一种是与自旋无关的隧穿过程，而另一种是与自旋相关的隧穿过程。这两种类型的二阶过程可以通过调谐杂质势使其与驱动场共振来识别。在Floquet图片，二阶过程表现为微妙的和精细的避免交叉pseudoclapse区域附近的准能谱。这些结果在有效三位点模型和多时间尺度渐近微扰方法的基础上得到了解析证实，并可用于实际实验中自旋相关量子输运的工程设计.
2018-10-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effects of Interactions and Temperature in Disordered Ultra-Cold Bose Gases
我们模拟了准一维无公度光晶格中的超冷相互作用玻色子。在紧束缚极限下，这些晶格具有伪随机的在位能，因此可能导致安德森局域化。我们探讨的参数制度，导致安德森局域化和调查的排斥相互作用，谐波禁闭和有限温度的作用。我们发现相互作用可以掩盖安德森局域化的指数局域化特性，从而阻碍了直接观察这种现象时，相互作用的存在。
2011-01-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Detecting the superfluid critical momentum of Bose gases in optical lattices through dipole oscillations
在Gutzwiller平均场近似下，通过分析玻色-哈伯德模型，研究了光晶格中玻色气体超流的稳定性。本文计算了均匀玻色-哈伯德模型在单位填充下的激发谱，以确定朗道不稳定性和动力学不稳定性的临界动量。这两个临界动量示出相互接近时，现场相互作用增加对莫特转变点。为了与实际实验直接联系，我们接下来考虑抛物型捕获势，并计算突然移动陷阱中心引起的偶极振荡的实时动力学。我们考虑以下两种情况：标准的软核玻色子，其粒子间的相互作用只包括在现场的一个，和硬核玻色子与长程偶极-偶极相互作用。对于这两种情况下，我们表明，偶极振荡显着阻尼时，最大的本地动量超过一定的阈值，定量同意在均匀系统中的动力学不稳定的临界动量。在偶极硬核玻色子的情况下，偶极振荡的动力学不稳定性导致在超流相中在超固相边界附近形成棋盘密度波。
2012-03-22 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Transport through a lattice with local loss: from quantum dots to lattice gases
本文将带中心局域损耗、两端接零温费米子储库的一维量子点输运模型，纳入冷原子光晶格可实现的更广义模型框架，并比较两类实验平台的参数可调性与有限尺寸限制。
2024-10-24 cond-mat.quant-gas
Hilbert space shattering and disorder-free localization in polar lattice gases
新兴的动力学约束，导致站点间的相互作用，严重限制了极性晶格气体中的粒子的流动性。然而，在没有无序的硬核哈伯德模型，只有强最近邻相互作用的希尔伯特空间碎片，但没有多体本地化的典型状态，$1/r^3$尾巴的偶极相互作用的结果在希尔伯特空间破碎，以及在一个显着放缓的动力学和最终的无序本地化。我们的研究结果表明，无序和相互作用引起的多体局域化之间的有趣的相互作用的研究是在未来的实验与磁性原子和极性分子。
2021-11-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Spontaneous Crystallization And Filamentation Of Solitons In Dipolar Condensates
在光晶格中，即使不存在跳跃，位间相互作用对极性气体也起着至关重要的作用。我们发现，由于这些长程相互作用的准一维玻色-爱因斯坦凝聚体的不稳定堆栈开发相关的调制不稳定性的非重叠网站。有趣的是，这种密度模式可能会自发地演变成孤子细丝或孤子晶体，这是第一次在超冷气体中产生。这些自组装结构可以在目前的实验features内的现实条件下观察到。
2011-12-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Superfluid transition of disordered dipolar Fermi gases in a 2D lattice
研究二维晶格中无序双组分偶极费米气体的超流转变，发现动量依赖的偶极相互作用违反Anderson定理导致转变温度升高，且在紧束缚和低动量极限下可用有效质量近似处理，无序引起的临界温度升高比自由空间更显著。
2024-02-10 cond-mat.quant-gas
Cavity-induced multispin interactions and phase transitions in ultracold Fermi gases
South China Normal University（华南师范大学）；The University of Hong Kong（香港大学）
本文提出一种超冷费米气体方案，通过原子-腔耦合生成多自旋态有效相互作用，驱动超流到自旋密度波的连续相变，为高自旋多体物理量子模拟提供通用平台。
2026-07-30 cond-mat.quant-gas
Microscopic Observation of Pauli Blocking in Degenerate Fermionic Lattice Gases
泡利不相容原理是量子统计最基本的表现形式之一。在这里，我们报告的本地观察自旋极化退化气体的费米子在光晶格。我们使用新一代量子气体显微镜探测气体，避免了光致损耗的常见问题。在带绝缘制度，我们测量到一个强的局部抑制粒子数的波动和低的局部熵每个原子。我们的工作为研究费米子量子物质在平衡态和非平衡态下的量子关联开辟了一条新的途径。
2015-12-23 cond-mat.quant-gas
Anomalous thermodynamics of lattice Bose gases in optical cavities
研究了莫特-绝缘体极限下光学腔中晶格玻色气体的热力学性质。我们发现该体系呈现出反常的热力学行为，这可以追溯到其无限长程相互作用对基本可加性的破坏。具体地说，该系统的正则系综和巨正则系综之间表现出惊人的系综不等价性，鲜明地表现在正则系综热力学相图的独特的反常结构。特别是，在温度制度的一半左右的现场能量，该系统表现出负的可压缩性和异常的重入相变，其中有序的电荷密度波相复苏时，从无序的均匀相的温度增加。在当前的实验中，可以实现对反常行为的直接实验观察，并很好地控制总粒子数的波动。
2020-03-18 cond-mat.quant-gas
Single-atom-resolved probing of lattice gases in momentum space
测量单个粒子的完整分布对于通过任意阶的关联函数表征多体量子系统具有根本的重要性。在这里，我们证明了重建的三维相互作用的晶格气体原子原子的动量空间分布的可能性。这是通过检测单个亚稳态氦原子在从光晶格释放时在远场膨胀状态下的情况来实现的。我们基准我们的技术与量子蒙特卡罗计算，展示了解决占据$10^5$晶格位置的超流体的动量分布的能力。它允许一个直接测量的凝聚分数跨越相变，因为我们说明的超流到正常的过渡。我们的单原子分辨方法开辟了一条新的途径，通过动量关联来研究相互作用的晶格气体。
2018-05-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Dynamically Probing Ultracold Lattice Gases via Rydberg Molecules
我们表明，在三维光晶格中的长程里德伯分子的激发，可以作为一个位置和时间敏感的探针在系统中的占位。为此，我们检测由所形成的里德伯分子的衰变连续产生的离子。虽然超流气体显示分子形成的所有参数，莫特绝缘体与$n=1$填充揭示了一个强大的抑制形成的分子的数量。在弱探测条件下，该技术可用于实时探测超流到Mott-绝缘体的相变。我们的方法可以扩展到更高的填充，并有各种应用程序的实时诊断和操纵的超冷晶格气体。
2015-06-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Bose-Einstein condensation and critical behavior of two-component bosonic gases
研究了三维二元玻色气体中的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC），刻画了BEC相变时临界模的普遍行为。为此，我们使用场论（FT）重整化群（RG）方法，并进行平均场和数值计算。FT RG分析基于Landau-Ginzburg-Wilson Phi 4理论，具有与玻色子系统相同对称性的两个复标量场。特别地，对于具有交换Z_2，e对称性的全同玻色子，通过有效密度-密度相互作用耦合，其整体对称性为Z_2e × U（1）× U（1）。在BEC转变时，当两个组分同时凝聚时，它可能分裂成Z_2，eXZ_2XZ_2，当只有一个组分凝聚时，它可能分裂成U（1）XZ_2。这意味着对应的关键行为有不同的普适性类。数值模拟的两个组件的玻色-哈伯德模型在硬核极限支持RG预测：当两个组件同时凝聚，临界行为是由一个解耦的XY固定点，与不寻常的缓慢衰减的缩放校正所产生的现场物种间的相互作用。
2015-06-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Quantum simulation of $(1+1)$-dimensional U(1) gauge-Higgs model on a lattice by cold Bose gases
在一维光晶格上，利用超冷玻色气体对包含紧致U（1）规范场和Higgs物质场的$(1+1)$维U（1）格点规范-Higgs模型进行了量子模拟的理论研究.从具有在位和最近邻相互作用的扩展玻色-哈伯德模型出发，导出了U（1）格点规范-Higgs模型作为低能有效理论。导出的规范-Higgs模型在禁闭相和Higgs相之间存在非平凡的相变，并讨论了它与扩展的Bose-哈伯德模型中的相变的关系.最后，我们利用Gross-Pitaevskii方程和截断Wigner近似研究了电通量的实时动力学。动力学由Schwinger机制的玻色子类似物控制，即，通过希格斯场的凝聚屏蔽电通量，这在希格斯和限制阶段中不同地发生。这些结果，连同所获得的相图，将指导实验工作者在设计规范-希格斯模型的量子模拟冷气体。
2017-05-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-lat
Reconfigurable, site-selective manipulation of atomic quantum systems in two-dimensional arrays of dipole traps
我们捕获原子在多功能的二维（2D）阵列的光学势，准备灵活的二维自旋配置，进行选址相干操作，并演示了不同的系统属性，如退相和退相干的同时测量的实施。这种用于原子量子系统的灵活操纵的新方法是基于微透镜的2D阵列和液晶光调制器的2D阵列的组合。它为量子简并气体的研究、量子信息处理和量子模拟提供了新的控制方式。
2010-06-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dipolar Gases in Coupled One-Dimensional Lattices
我们考虑偶极玻色子在两个管的一维晶格，其中的偶极子排列是最大的排斥和粒子填充分数是相同的，在每个管。在经典的零位间跳跃极限下，对于任何合理的填充分数，粒子排列成有序的晶体，形成一个完整的魔鬼的楼梯，就像在单管的情况下。在每个管中打开跳跃，然后引起晶体莫特相和缺陷或孤子的液体之间的竞争。然而，对于两个管的情况下，我们发现，孤子从不同的管可以绑定成对填充分数的某些拓扑结构。这提供了一个有趣的配对例子，纯粹是由接近莫特绝缘体的相关性驱动的。
2012-09-11 cond-mat.quant-gas
The devil's staircase in 1-dimensional dipolar Bose gases in optical lattices
我们考虑一个单组分气体的偶极玻色子限制在一个一维的光晶格，其中的偶极子是对齐的，使得长程偶极相互作用是最大的排斥。在零站点间跳跃和足够大的现场相互作用的限制下，相图是一个完整的魔鬼的楼梯填充分数在0和1之间：每个相称的状态在一个合理的填充是稳定的，在有限的化学势的间隔，并为每个化学势的系统是在一个缺口相称的阶段。我们扰动远离这个限制在两个实验动机的方向，涉及到增加跳跃和减少现场相互作用。除了跳跃单独产生一个相图，我们计算在微扰理论中的跳跃，相称的莫特阶段现在竞争的超流体。我们通过玻色化捕获了Mott超流相变的物理过程。在一个有限的陷阱，我们认为，使用LDA和模拟退火，这导致在区域的相称状态与占主导地位的超流相关补丁分开。进一步软化的现场相互作用产生替代相称的国家与双occupancy，可以形成自己的魔鬼的楼梯，我们描述这些国家，并讨论它们之间可能的过渡。在这种情况下，增加一个跳跃项会产生一维的“超固体”，它同时表现出离散的对称性破缺和超流性。这项工作的内容首次作为博士论文“On Exotic Orders in Strongly Correlated Systems”（普林斯顿大学，09/09，由S. L. Sondhi），并且构成[PRB 80：174519（2009）]的相当详细的版本。
2010-05-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Homogeneous fermionic Hubbard gases in a flat-top optical lattice
本文开发融合平顶光晶格与光箱阱的混合势，实现约8×10⁵位点的三维均匀费米哈伯德气体，通过射频光谱测量双占据分数，揭示金属-莫特转变及波梅兰丘克效应等关键物理现象。
2025-02-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Uniform electron gases: III. Low-density gases on three-dimensional spheres
结合变分蒙特卡罗（VMC）和完全基组极限Hartree-Fock（HF）计算，我们获得了三维球（3-sphere）上低密度同自旋电子的近精确关联能，即~四维球体的表面。在VMC计算中，我们比较了两种单电子基函数对这些强关联体系的计算效率，并分析了能量收敛与Jastrow因子质量的关系。HF计算采用球面高斯函数（SGF），这是弯曲的空间类似物的Carnival高斯函数。在低密度下，电子相对地局限于维格纳晶体中，通过求解3-球上的汤姆逊问题（即$n$点电荷的最小能量排列），对于不同的$n$值，可以找到自然的SGF中心。我们发现了11个$n$的特殊值，它们的Thomson位置是等价的。其中三个是四维柏拉图立体的顶点--超四面体（$n=5$）、超八面体（$n=8$）和24胞体（$n=24$）--第四个是以前没有报道过的高度对称结构（$n=13$）。通过计算电子在其平衡位置附近的谐振频率，我们还发现了汤姆逊能量的一阶振动修正。
2015-08-12 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Frustration-induced supersolids in the absence of inter-site interactions
我们讨论了一种机制，实现超固体在晶格中的相互作用，令人惊讶的是，以及在单位填充的情况下。这种机制，我们研究的情况下的晶格，是基于挫折和unfrustrated斑的存在。对于足够大的相互作用和挫折的粒子聚集优先在unfrustrated斑块打破自发平移不变性，导致超固体。我们表明，对于超晶格的超固体存在一个大的区域的密度以上的半填充的参数。我们的结果为在光晶格中现有的超冷原子气体中实现超固体而不需要长程相互作用开辟了一条可行的途径。
2015-11-26 cond-mat.quant-gas
High- and low-frequency phonon modes in dipolar quantum gases trapped in deep lattices
本文研究了深光晶格中偶极玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）微滴阵列在稳定均匀背景上的简正模传播。两个现场平均场动力学的液滴和他们的位移由于排斥偶极-偶极相互作用（DDI）被考虑在内。两种模式的色散关系，\textit{viz} .，摘要对于排斥和吸引接触相互作用的两种情况，用解析方法导出了凝聚态物质中光学和声学声子模的高频和低频对应物，并通过直接模拟进行了验证。没有DDI，光学-声子分支（的对应物）就不存在。这些结果是相关的连接到新兴的实验技术，使实时成像的凝聚动力学和直接实验测量的声子色散关系BEC。
2013-02-11 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Quantum optical measurements in ultracold gases: macroscopic Bose-Einstein condensates
我们考虑腔内光晶格中的超冷量子简并气体。这个系统代表了一个简单但关键的“量子气体量子光学”模型，其中光和原子运动的量子描述同样重要。由于原子运动与光场的动力学纠缠，光场的测量也会影响多体原子态。条件原子动力学可以用量子蒙特卡罗波函数模拟方法来描述。在本文中，我们强调如何这个通常复杂的数值程序可以减少到一个解析解后，一些假设和近似有效的宏观玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）与大原子数。该理论可以应用于具有低填充因子（例如平均每个晶格位置一个原子）和非常高填充因子（例如双阱势中的BEC）的晶格。分析了多体纠缠原子态的纯度。
2009-11-02 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Equilibration of Quantum Gases
求平衡时间是物理学中一个主要的未解决的问题，几乎没有分析结果。在这里，我们看看在可忽略的弱相互作用的制度，其中不仅包括范式系统，如气体局限于盒，但也Luttinger液体和自由超流体哈伯德模型的玻色子和费米子的量子气体的平衡时间。为了做到这一点，我们专注于两类测量：（i）粗粒度的可观测量，如空间区域中的粒子数，以及（ii）少模测量，如相位修正器和关联函数。我们表明，在这种情况下，平衡发生相当普遍，尽管事实上，粒子没有相互作用。此外，对于粗粒度的测量，时间尺度通常至多是粒子数N的多项式，这比以前的一般上限快得多，后者是N的指数。对于晶格系统上的局部测量，时间尺度在晶格位点的数量上通常是线性的。事实上，对于一维晶格，缩放通常在晶格的长度上是线性的，这是最佳的。此外，我们看几个具体的例子，其中之一是由N费米子最初限制在一个盒子中的分区的一侧。在O（1/N）的时间内，费米子很快达到平衡。
2016-06-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Interaction Effects on Wannier Functions for Bosons in Optical Lattice
用自洽方法数值计算了光晶格中相互作用玻色气体的单带Wannier函数。我们发现，Wannier函数被原子间的排斥作用加宽。用加宽的Wannier函数计算得到的隧穿参数J和在位相互作用U随不同的原子序数而变化。我们的理论可以解释在[Campbell et al.，Science 313，649（2006）]。
2015-06-26 cond-mat.quant-gas
Probing nearest-neighbor correlations of ultracold fermions in an optical lattice
我们研究了光晶格中费米子量子气体的最近邻关联。它提供了访问相邻网站的自旋和密度配置，并依赖于通过微扰晶格调制创建额外的双占据网站。不同晶格温度的测量关联与从头计算没有任何拟合参数是很好的协议。该探针为研究磁有序相的方法开辟了新的前景。
2011-04-18 cond-mat.quant-gas
Localization phenomena in interacting Rydberg lattice gases with position disorder
无序系统提供了遍历性破坏和局部化现象的范例。在这里，我们探讨了在光镊中的里德伯原子系统的激发动力学。有限的温度产生的原子位置的内在不确定性，这转化为淬火相关的原子间相互作用强度的无序。在一个简单的方法中，多体希尔伯特空间中的动力学可以理解为一个一维的类安德森模型，在每个其他站点上都有无序，具有定域和离域状态。我们进行了一个实验上的八原子链，并观察到一个明确的抑制激发转移。我们的实验访问一个政权，这是由一个二维安德森模型描述的“修剪”正方形晶格。因此，我们的研究结果提供了一个具体的例子，在一个多体系统中的激发传播的情况下是直接相关的Anderson-like本地化在希尔伯特空间，这被认为是多体局域化的机制。
2016-07-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Transition between vacuum and finite-density states in the infinite-dimensional Bose-Hubbard model with spatially inhomogeneous dissipation
通过求解Lindblad主方程，利用Gutzwiller变分法分析了在硬核玻色子极限下具有空间非均匀耗散的无限维Bose-哈伯德模型的动力学.我们考虑对应于非弹性光散射的玻色气体的情况下，在光晶格的耗散过程。我们假设耗散以空间交替的方式施加到晶格位置的一半。我们专注于系统经过长期演化后达到的稳定状态。我们发现，当平均粒子密度是不同的，稳定状态之间的状态，其中没有耗散的网站是真空和包含在这些网站的有限数量的粒子表现出一个过渡。我们将过渡与耗散的网站在无限温度下朝着一个本地状态的趋势。
2021-11-26 cond-mat.quant-gas
Multi-Component Quantum Gases in Spin-Dependent Hexagonal Lattices
周期性是自然界系统最基本的结构特征之一。这些系统的性质强烈依赖于基本周期结构的对称性。例如，在固态材料中，静态和传输特性以及磁性和电子特性受到晶体对称性的重要影响。在这种情况下，六边形结构起着极其重要的作用，并导致了碳纳米管或石墨烯等新物理学。本文报道了在自旋相关的六角对称光晶格中首次实现超冷原子。我们展示了当两个自旋分量位于不同的晶格位置时，晶格和原子之间的相互作用的综合效应如何导致强制反铁磁Néel顺序。我们还表明，两个组件的共存-一个莫特绝缘和其他一个超流体-导致强制超固体的形成。我们的观测结果与Gutzwiller平均场论的理论预测是一致的。
2010-05-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effective Hamiltonian with tunable mixed pairing in driven optical lattices
超冷费米气体中的混合配对可以产生有趣的多体相，例如支持具有各种空间构型的马约拉纳零模（MZM）的拓扑非平凡超流体。不幸的是，在普通晶格系统中，拓扑相位和相关的MZM被占主导地位的$s$ -波配对抑制。在这里，我们提出了一个建议，工程有效的哈密顿与可调的混合在现场和场外配对的基础上驱动光晶格。通过周期性驱动场而不是磁费什巴赫共振，可以独立地改变现场和场外配对。它铺平了道路，抑制占主导地位的现场相互作用，挫败拓扑超流体的出现和合成MZM本地化的边缘或角落。
2020-02-05 cond-mat.quant-gas
Stabilizing confined quasiparticle dynamics in one-dimensional polar lattice gases
本文研究一维硬核极性玻色子中偶极-偶极相互作用与无序的相互作用，发现小无序可稳定局域化动力学，抑制准粒子跳跃，并产生动力学限制。
2023-09-02 cond-mat.quant-gas
Single-site- and single-atom-resolved measurement of correlation functions
关联函数在多体系统的理论和实验表征中起着重要的作用。在固态系统中，它们通常通过散射实验来确定，而在冷气体系统中，飞行时间和原位吸收成像是标准的观测技术。然而，这些方法都不允许在单粒子水平上原位检测空间分辨的关联函数。在这里，我们给出了一个更详细的介绍，在光晶格中的超冷玻色子原子的原位荧光成像的关联函数检测的最新进展。这种方法在一个单一的实验运行中产生单站点和单原子分辨的格子气的图像，从而获得直接访问的多体系统中的波动。因此，可以检测任意一组晶格位点之间的关联函数。这使得不仅检测两个网站的关联函数，但也评价非本地相关性，这源于系统的扩展区域，并用于表征量子相位不具备（准）长程序在传统意义上。
2013-03-22 cond-mat.quant-gas
Out-of-equilibrium dynamics of repulsive Fermi gases in quasi-periodic potentials: a Density Functional Theory study
利用密度泛函理论研究了准周期光晶格（OL）中一维二元费米气体的动力学行为。受最近的冷原子实验中实现的协议，旨在确定的多体局域化过渡的启发，我们分析了最初准备的奇数和偶数站点的占用数量之间的不平衡的放松。对于超过安德森局域化转变的准无序强度，不平衡持续很长时间，表明系统无法达到局域平衡。后期时间值随着相互作用强度的增加而减小。接近非相互作用（安德森）过渡对应的临界准无序强度，相互作用系统显示出非常缓慢的弛豫动力学，与次扩散行为一致。围绕其运行平均值的不平衡波动的幅度被发现随时间而减小，并且这种阻尼随着相互作用强度的增加而更有效。虽然我们的研究解决了两个同样强烈的OL的设置，但在最近的紧束缚机制中进行的冷原子实验中也观察到了由于相互作用而产生的非常相似的效应，即两个OL中的一个非常深，另一个要弱得多。
2018-04-10 cond-mat.quant-gas
Interaction Quenches of Fermi Gases
结果表明，一旦费米子之间的相互作用突然开启，费米气体动量分布的跳跃在小的和中等的时间内是平稳的，跳跃并不突然消失。动量空间中发生跳跃的轨迹是非相互作用费米海的轨迹。费米表面几何没有松弛发生。
2009-12-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Orbital excitation blockade and algorithmic cooling in quantum gases
当受限少体系统中的强相互作用阻止粒子占据否则可到达的量子态时，发生相互作用阻断。封锁现象揭示了量子系统的潜在颗粒性质，并允许检测和操纵组成粒子，无论它们是电子，自旋，原子还是光子。从基于电子库仑阻塞的单电子晶体管到里德伯原子中的量子逻辑门，其应用范围非常广泛。在光晶格中，我们观察到一种新的相互作用阻塞，即超冷原子在轨道间的转移。在这个系统中，原子在相同的晶格位置进行相干碰撞所描述的接触相互作用的强度强烈依赖于原子的轨道波函数。我们诱导相干轨道激发通过调制的晶格深度和观察阶梯型的激发行为，因为我们通过调谐调制频率跨越相互作用分裂共振。作为轨道激发阻断（OEB）的应用，我们提出了一种新的量子气体冷却算法。我们实现的算法冷却利用了一系列可逆的基于OEB的量子操作，这些操作将熵隔离在系统的一部分中，然后是一个不可逆的步骤，从气体中去除熵。这项工作打开了将量子气体冷却到超低熵的大门，并对发展可以在光晶格中模拟的强关联电子系统的微观理解产生了影响。此外，OEB和里德伯原子中的偶极阻塞之间的密切相似性为在具有自然可扩展性的量子计算架构中实现双量子比特门提供了路线图。
2011-10-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Condensed Matter Theory of Dipolar Quantum Gases
近年来在捕获、冷却和控制极性分子、磁性原子和里德伯原子的超冷气体方面的实验突破为研究高度可调的量子系统铺平了道路，在这种量子系统中，各向异性的长程偶极相互作用在多体水平上起着重要作用。在这篇文章中，我们回顾了最近的理论研究有关的物理系统。从相互作用设计技术和微观哈密顿量的一般性讨论开始，我们提供了一个总结最近的工作集中在偶极系统的多体性质，包括：弱相互作用玻色气体，弱相互作用费米气体，多层系统，强相互作用偶极气体和偶极气体在1D和准1D几何形状。在每一个这些主题，纯偶极效应和实验实现的连接被强调。
2012-07-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Spin relaxation and band excitation of a dipolar BEC in 2D optical lattices
我们观察到的偶极-偶极相互作用介导的一维量子气体的铬原子的阵列，被困在一个二维光晶格的带间跃迁。当偶极弛豫释放匹配或克服晶格带隙的能量时，发生带间跃迁。我们分析了在这个过程中，在较高的晶格带隧穿的作用。我们比较实验的偶极弛豫速率与计算的基础上的多个费米黄金法则的方法，当晶格位置是对称的，和磁场平行于晶格轴。我们还表明，偶极弛豫的几乎完全抑制得到低于磁场阈值设置的晶格的深度：一维量子气体在激发塞曼状态，然后成为亚稳态。
2010-12-16 cond-mat.quant-gas
Interaction-induced reentrance of Bose glass and quench dynamics of Bose gases in twisted bilayer and quasicrystal optical lattices
研究超冷Bose气体在准晶光学晶格中的基态与动力学，发现相互作用诱导Bose玻璃到超流相的转变及高填充下的再入现象，并揭示了相间淬火产生强烈瞬态响应的动力学特征。
2025-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Quantum droplets of bosonic mixtures in a one-dimensional optical lattice
证明了双组分一维玻色-哈伯德链中量子液滴的存在性。液滴存在的任何强度的排斥物种内的相互作用，只要它们是平衡的可比吸引力的物种间的相互作用。基态相图和不同的阶段，其特征在于通过检查的密度分布和非对角的一个和两个身体关联函数。发现了丰富的相，包括原子超流气体，原子超流液滴，对超流液滴，对超流气体和莫特绝缘体相。确定了一个易于实验探索的参数区域，其中每个位点的平均粒子数低于3个原子，从而避免三体损失。最后，两体纠缠的液滴被发现有一个非平凡的依赖于粒子的数量。
2020-01-15 cond-mat.quant-gas
Lattice control of non-ergodicity in a polar lattice gas
本文研究一维极性晶格气体中格点间相互作用对遍历性的影响，发现其偏离通常的$1/r^3$形式，并可通过横向约束调控有效幂律指数，从而控制希尔伯特空间碎裂和粒子动力学。
2023-10-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Creation of a low-entropy quantum gas of polar molecules in an optical lattice
超冷极性分子，与他们的长程电偶极相互作用，提供了一个独特的平台，研究相关的量子多体现象，如量子磁性。然而，实现一个高度简并的量子气体的分子与低熵每粒子一直是一个突出的实验挑战。在本文中，我们报告的低熵分子量子气体的合成，通过创建分子在三维光晶格，最初是从K和Rb量子气体的低熵混合物加载的各个站点。我们利用初始原子气体的量子统计和相互作用，将玻色子Rb原子的莫特绝缘体和费米子K原子的单带绝缘体同时装入光晶格，并使它们具有良好的空间重叠.然后，利用磁缔合和光态转移，我们在晶格中含有一个Rb和一个K原子的位置有效地产生基态分子。达到的25%的填充分数表明熵低至每个分子$2.2\,k_B$。这种低熵的分子量子气体打开了一扇大门，在一个多体系统与长程偶极相互作用的运输和纠缠传播的新研究。
2015-07-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Bose-Hubbard model with occupation-parity couplings
我们研究了一个玻色-哈伯德模型，该模型具有在位排斥、最近邻隧穿和最近邻位占据宇称之间的类铁磁耦合。对于任意维的均匀系统，在零隧穿下，我们得到了一个精确的相图，其特征在于莫特绝缘体（MI）和对液相和两个MI的相分离区域。对于一个一般的捕获系统在一维和二维有限的隧道，我们进行量子Monte Carlo和Gutzwiller平均场计算，这两个显示系统的演变，作为奇偶耦合的增加，从超流到婚礼蛋糕结构的MI与他们的职业跳跃2。我们还确定了一个异国情调的对超流体在相对较大的隧道强度。我们的模型应该有效地描述最近的发现在不平衡的费米气体在二维光晶格，也可能适用于各向异性版本的双线性双二次自旋系统。
2014-02-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Quantum Gas Microscope for Fermionic Atoms
强相互作用的费米子定义了所有密度下复杂物质的性质，从原子核到现代固态材料和中子星。超冷原子费米气体已经成为研究多费米子系统的原始平台。在这里，我们实现了一个量子气体显微镜的费米子$^{40}$ K原子被困在一个光晶格，它允许一个探针强关联费米子在单原子水平。我们将三维拉曼边带冷却与高分辨率光学器件相结合，以$95\%$以上的检测保真度同时冷却和成像单个原子。成像过程使每个原子主要处于其晶格位置的3D基态，邀请麦克斯韦恶魔的实现来组装低熵多体状态。费米子的单点分辨成像能够直接观测磁序，时间分辨测量粒子相关性的传播，以及检测多费米子纠缠。
2015-03-10 cond-mat.quant-gas
Quantum magnetism without lattices in strongly interacting one-dimensional spinor gases
我们发现，在一维强相互作用的多组分气体实现了一个有效的自旋链，提供了一个替代的简单的情况下，在没有光晶格的冷气一维量子磁性的研究。自旋链模型可以直观地理解最近的实验，并为相关的观测值的简单计算。我们分析了反铁磁和铁磁基态的绝热制备，并表明在隧穿实验中可以有效地探测多体自旋态。自旋链模型适用于两个以上的组分，这为在强相互作用的一维碱土金属或镱费米气体中实现SU（N）量子磁性提供了可能。
2014-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Metastability and avalanche dynamics in strongly-correlated gases with long-range interactions
我们实验研究了玻色Mott绝缘体对由长程相互作用引起的密度波形成的稳定性，并表征了这两个状态之间的内在动力学。莫特绝缘体是在87个铷原子的量子简并气体中产生的，被困在三维光晶格中。气体位于光学腔内部并全局耦合到光学腔。这导致了全局范围的相互作用，由横向晶格和腔之间分散散射的光子介导。散射伴随着原子密度调制，其通过从腔泄漏的光子通量来测量。我们初始化系统在莫特绝缘状态，然后迅速增加全球的耦合强度。我们观察到，该系统落入两个不同的最终状态。一个是以低光子通量为特征的，表明是莫特绝缘体，另一个是以高光子通量为特征的，我们将其与密度波联系起来。缓慢地斜升全局耦合，我们观察到两个状态之间的磁滞回线-亚稳态的进一步签名。与理论模型的比较证实，亚稳态起源于短程和全局相互作用之间的竞争。从开关过程中监测到的不断增加的光子通量，我们发现在单粒子动力学的时间尺度上，有数千个原子隧穿到相邻的位置。我们认为，密度调制，最初形成在可压缩表面的被困气体，触发雪崩隧穿过程中的莫特绝缘区。
2017-12-22 cond-mat.quant-gas
Synthetic dimensions and spin-orbit coupling with an optical clock transition
基于耦合双电子$^{173}$ Yb原子两个长寿命电子态的单光子光钟跃迁，我们提出了一种在超冷量子气体中合成自旋轨道相互作用的新方法.通过将电子态映射到沿着合成“电子”维度的有效位点上，我们设计了具有可调磁通量的合成费米子梯。我们已经检测到的自旋轨道耦合与光纤链路增强的时钟光谱，并直接测量手性边缘电流的出现，探测它们作为磁场通量的函数。这些结果为研究超冷原子气体的拓扑态开辟了新的方向。
2016-09-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Bose-Hubbard physics in synthetic dimensions from interaction Trotterization
激活一组原子内部状态之间的跃迁已经成为一种优雅的方案，通过这种方案可以在超冷原子气体中设计晶格模型。在这种方法中，内部状态可以被视为沿着合成维度定义的虚拟晶格位置，因此提供了一种强大的方法，通过该方法可以扩展系统的空间维度。粒子间的碰撞一般会导致沿合成维度的无限范围的相互作用，这先验地排除了具有现场相互作用的Bose-Hubbard型模型的设计。在这篇文章中，我们解决了这个障碍，通过引入一个协议，实现强大的和可调的“现场”的相互作用沿原子合成维度。我们的计划是基于脉冲强自旋内相互作用在一个快速和周期性的方式，从而实现所需的“现场”的相互作用，在一个数字（Trotterized）的方式。我们探索这个协议的可行性，通过数值计算，我们执行的各种例子是相关的超冷原子实验。这种通用的方法，它可以适用于各种原子物种的快速响应协议的基础上Fano-费什巴赫共振，开辟了路线的探索强相关的物质在合成维度。
2019-07-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
