Quantum and thermal fluctuations in bosonic Josephson junctions
我们使用玻色哈伯德哈密顿量研究在相对较高的温度下的玻色子约瑟夫森结的正则平衡系综的量子涨落,比较有限的粒子数的结果,达到的经典极限,作为$N$接近无穷大。我们考虑吸引和排斥原子-原子相互作用,特别关注的行为附近的T=0的量子相变发生,足够大的$N$,当吸引力的相互作用超过一个临界水平。小$N$的Bose-Hubbard结果与经典极限的结果之间的差异是相当小的,即使当$N \sim 100$时,与极限的偏差减小为1/N。
2013-07-17 cond-mat.quant-gas
Collective excitations and tunneling dynamics in long bosonic Josephson junctions
研究了两个耦合各向异性玻色-爱因斯坦凝聚体形成长约瑟夫森结的低能动力学。理论研究是在二维Gross-Pitaevskii方程和Bogoliubov-de Gennes形式主义的框架下进行的。我们分析了耦合玻色凝聚体的激发光谱,并显示如何低能量激发的凝聚体导致多频振荡的原子布居在两个井。这种分析推广了标准的波斯尼亚约瑟夫森方程方法。我们还发展了一个一维耦合凝聚体的流体动力学模型,该模型能够再现系统的激发谱和粒子数动力学。
2019-06-13 cond-mat.quant-gas
Two-point phase correlations of a one-dimensional bosonic Josephson junction
我们在原子芯片上利用量子简并玻色气体在可调双阱势中实现了一维约瑟夫森结。物质波干涉术可以直接获得相对相位场,它反映了由于隧穿引起的热驱动波动和相位锁定的相互作用。热平衡状态的特征在于通过探测两点相位关联的全统计分布函数。与随机模型的比较允许测量耦合强度和温度,从而全面表征系统。
2011-03-29 cond-mat.quant-gas
Critical exponents for an impurity in a bosonic Josephson junction: Position measurement as a phase transition
利用保真度磁化率计算了双势阱(玻色子约瑟夫森结)中$N$全同玻色子与单个杂质原子相互作用系统的量子临界标度指数.在玻色子-杂质相互作用能的临界值以上,存在$\mathbb{Z}_2$对称性的自发破缺,对应于从平衡到不平衡数量的粒子在左手或右手阱中的二阶量子相变。我们发现,在Lipkin-Meshkov-Glick和Dicke模型的指数相匹配,这表明杂质模型是在同一普适类。相变可以解释为玻色子对杂质位置的测量。
2014-12-19 cond-mat.quant-gas
Nonlinear phase-dynamics in a driven Bosonic Josephson junction
我们研究了约瑟夫森相互作用机制下驱动双模玻色-哈伯德模型的集体动力学。经典的相空间是混合的,混沌和规则的组件,决定了动态的条纹可见性的性质。对于弱的非共振驱动,混沌分量很小,多体动力学对应于Kapitza摆,与凝聚体之间的相对相位$φ$起着摆角的作用。使用主方程的方法,我们表明,调制的间位势垒稳定的$φ=π$“倒摆”相干态,并保护条纹的可见性。
2010-03-01 cond-mat.quant-gas
Optimal control of quantum superpositions in a bosonic Josephson junction
我们展示了如何最佳地控制量子叠加在玻色约瑟夫森结内的两个网站的玻色-哈伯德模型框架。几何和纯数值最优控制方法都被使用,前者提供了Micheli等人[Phys.Rev.A67,013607(2003)]的建议的推广。虽然这种方法被证明不会导致显着的改善,在时间的形成和保真度的叠加,数值最优控制方法似乎更有前途,因为它允许创建一个几乎完美的叠加,在一个短的时间内相比,其他现有的协议。我们分析了最优解对原子数变化的鲁棒性。最后,我们讨论在何种程度上这些最佳的解决方案可以实现与最先进的技术。
2012-02-15 cond-mat.quant-gas
Temporal fluctuations in the bosonic Josephson junction as a probe for phase space tomography
本文研究了在约瑟夫森相互作用机制下双模玻色-哈伯德模型的长时间相干动力学,它是任意相干制备的相对相位和占据不平衡的函数。我们发现,单体相干性的长时间涨落的方差可以分解为仅取决于制备的逆参与数1/M和反映相关可观测相空间特征的半经典函数C(E)的乘积。因此,时间涨落可以作为一个敏感的探针相空间层析成像的量子多体状态。
2013-04-10 cond-mat.quant-gas
Rabi-Josephson oscillations and self-trapped dynamics in atomic junctions with two bosonic species
研究了双组分玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学行为。冷凝物被加载到双阱势(DWP)中。各种各样的动力学行为,从定期约瑟夫森振荡,混合拉比约瑟夫森振荡和政权具有日益增加的复杂性,被描述在一个约化的哈密顿系统与四个自由度,这是在左,右势阱中的每个组件中的原子数,其正则共轭变量是相应的波函数的相位。使用系统的四个自由度,我们研究的两个玻色子组件的分数不平衡的动力学,并比较结果直接模拟的Gross-Pitaevskii方程(GPEs)描述玻色子混合物。我们进行这种分析时,分数不平衡振荡的零时间平均值,以及在自陷制度。
2010-12-14 cond-mat.quant-gas
Bosonic Josephson junction dynamics: interplay between quantum and thermal fluctuations
Università di Padova(帕多瓦大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova(意大利国家核物理研究所(INFN),帕多瓦分部);Istituto Nazionale di Ottica (INO) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)(意大利国家研究委员会光学研究所(INO))
研究约瑟夫森结超流动力学,考虑热涨落与量子涨落的相互作用,推导修正的动力学方程,评估不同条件下两种涨落的重要性。
2026-04-30 cond-mat.quant-gas
Finite-temperature dynamics of a bosonic Josephson junction
在随机投影Gross-Pitaevskii方程的框架下,研究了双势阱中原子的玻色-爱因斯坦凝聚体形成的玻色约瑟夫森结(BJJ)的有限温度动力学.我们提取的特征属性的BJJ从固定的有限温度的解决方案,并比较系统的动力学与并联约瑟夫森模型。通过分析相对布居数不平衡的衰减动力学,我们估算了热原子引起的结的有效正常电导。计算出的正常电导在不同的温度下,然后与无噪声模型和热原子的弹道输运模型的预测进行比较。
2018-09-27 cond-mat.quant-gas
Quantum catastrophes and ergodicity in the dynamics of bosonic Josephson junctions
我们研究了玻色约瑟夫森结中的猝灭后在Fock空间中形成的彩虹(褶皱)和尖点突变。在Gross-Pitaevskii平均场论中,彩虹是奇异的焦散线,但在二次量子化理论中,波函数的Poisson重新表示表明它们是由表现良好的Airy函数描述的。这些福克空间焦散线对初始条件和哈密顿演化的变化的结构稳定性是由突变理论保证的。我们还表明,长时间的动力学是遍历的。我们的结果与Berry [M. V. Berry,Nonlinearity 21,T19(2008)]提出的问题有关:是否有必要使用二次波理论来避免奇点?
2012-09-10 cond-mat.quant-gas
Shortcut to adiabaticity in internal bosonic Josephson junctions
我们将最近的一种方法推广到内部玻色子约瑟夫森结,其中控制参数是模式之间的线性耦合。该方法是基于两个网站之间的映射玻色哈伯德哈密顿量和一维有效的薛定谔方程,有效的大$N$(粒子数)限制。我们的方法可以很容易地实现在目前的内部玻色子约瑟夫森结,它大大提高了生产的自旋压缩相对于通常采用的线性斜坡。
2013-09-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Decoherence and entanglement in a bosonic Josephson junction: Bose-enhanced quantum-Zeno control of phase-diffusion
本文研究了退相干对两格点玻色-哈伯德模型中动力学相扩散的影响。从奇宇称激发相干态开始,单粒子相干的初始损失从拉比制度中的小束缚振荡,通过约瑟夫森制度中的双曲线耗尽,到Fock制度中的高斯衰减。包含本地站点噪声,测量模式之间的相对数差,示出增强相位扩散。相比之下,测量两种准动量模式之间的布居不平衡的不分地点的噪音会减缓单粒子相干性的丧失。因此,退相干增强或抑制相扩散,这取决于系统浴耦合的细节和退相干指针状态与碰撞纠缠指针状态的重叠。由于与环境的耦合而导致的相扩散的减速可以被看作是多体量子芝诺效应。在投影测量的存在下,延长的有效衰变时间,进一步增强与粒子$N$的数量增加,由玻色子因子$\sqrt{N}$在福克制度和$N/\log{N}$在约瑟夫森制度。
2009-05-07 cond-mat.quant-gas
Massive-vortex realization of a Bosonic Josephson Junction
本文研究双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中两个大涡旋间的质量交换,发现其呈现玻色约瑟夫森结的稳定振荡和宏观量子自俘获现象,并通过双模玻色-哈伯德模型结合有效自相互作用参数建立了与数值结果吻合的分析模型。
2024-07-24 cond-mat.quant-gas
Nonlinear quantum model for atomic Josephson junctions with one and two bosonic species
研究了双势阱中含有一种和两种玻色子的原子约瑟夫森结(AJJ)。从第二量子化哈密顿量出发,我们表明,它是可能的零温度AJJ的微观动力学通过扩展的Bose-Hubbard(EBH)模型,其中包括通常被忽视的非线性项。在平均场近似下,从这种双模模型导出的海森堡方程以常微分方程(ODE)的形式描述了AJJ的宏观动力学。我们讨论了区分拉比,约瑟夫森和福克制度的可能性,在宏观参数出现在EBH哈密顿,然后,在常微分方程。我们比较了从双模常微分方程的数值解中得到的两个阱中玻色气体原子相对布居的预测,以及从Gross-Pitaevskii方程(GPEs)的直接数值积分中得到的预测。我们的研究表明,ODEs的非线性项是至关重要的,以实现一个良好的协议之间的ODEs和GPEs的方法,特别是给定量预测的自陷制度。
2010-02-15 cond-mat.quant-gas
Impurity in a bosonic Josephson junction: swallowtail loops, chaos, self-trapping and the poor man's Dicke model
我们研究了一个描述$N$全同玻色原子和单个杂质原子一起被困在双势阱中的模型,并与Dicke模型进行了比较和对比。当玻色子-杂质耦合强度变化时,出现类似于Dicke模型中量子相变的分叉现象。通过对分岔点附近的稳定性分析,我们发现耦合强度的临界值与Dicke模型中的临界耦合值具有相同的参数依赖性。我们还表明,像迪克模型,平均场动力学从正规到混沌以上的分岔和宏观激发的玻色子观察。总的来说,玻色子-杂质系统的行为就像一个穷人版的迪克模型。
2013-09-30 cond-mat.quant-gas
Quantum effective action for the bosonic Josephson junction
本文以相对相位和粒子数不平衡为动力学变量,利用路径积分方法研究了玻色约瑟夫森结。我们得出一个有效的只有阶段的行动执行功能整合人口不平衡。然后,我们分析了量子有效的唯一相位作用量,它形式上包含了所有的量子修正。对二阶导数展开和最低阶$\hbar$,我们得到了约瑟夫森振荡频率的量子修正。最后,同样的量子修正,发现通过采用另一种方法。我们的预测是一个有用的理论工具,与原子或超导约瑟夫森结的实验。
2022-04-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Bosonic Josephson effect in the Fano-Anderson model
研究了两个玻色库通过空间局域模耦合的非相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体的相干动力学。我们描述了这个系统的双端Fano-安德森模型和调查分析的时间演化的观察,如玻色子约瑟夫森电流。在这样做时,我们发现约瑟夫森电流敏感地依赖于本地模式的能量。这有助于将该设置用作玻色-爱因斯坦凝聚体的晶体管。我们确定了两种制度。在一个政权,系统表现出良好的长期动态与缓慢振荡和无阻尼约瑟夫森电流。在第二种情况下,约瑟夫森电流是一个非常弱的阻尼慢振荡和无阻尼快振荡的叠加。我们的结果证实了有限大小的模拟。
2016-04-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
The effect of a laser dip in the semiclassical dynamics of bosonic Josephson Junctions
我们认为标准的双阱设置扩展与激光束在中心创建一个“三重阱”的潜力。中心的光束比势垒窄得多,它产生了一个可调深度的阱,可以支持中间的局域态。我们发现,在中央井的局域态的存在下,改变了左,右井之间的隧道的迹象,因此控制的玻色子约瑟夫森结的固定点动力学。
2014-06-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Coherence and Josephson oscillations between two tunnel-coupled one-dimensional atomic quasicondensates at finite temperature
我们重新回顾了有限温度下双阱中隧道耦合原子准凝聚体的理论。用泛函积分方法计算了相对相位及其共轭相对密度变量的小涨落谐波极限以外的相对相位关联函数。我们发现,两个quascondensates之间的相对相位的热涨落降低约瑟夫森振荡的频率,甚至洗出这些振荡的隧道耦合的小值。
2013-01-25 cond-mat.quant-gas
Engineering Ponderomotive Potential for Realizing $π$ and $π/2$ Bosonic Josephson Junctions
本文研究高频电磁场调制的玻色约瑟夫森结的有质动力势,在小布居数差近似下稳定 $\pi$ 相位模式,并在近似失效时发现动量缩短效应导致 $\pi/2$ 相位模式,通过经典摆映射揭示其独特性与局限性。
2024-11-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Work Fluctuations in Bosonic Josephson Junctions
我们计算的前两个时刻和完整的概率分布的工作玻色子粒子系统中的双模玻色-哈伯德哈密顿量时,自相互作用项是瞬时变化或有限时间斜坡。在瞬时的情况下,我们展示了如何不可逆的工作尺度不同,这取决于系统是否被驱动到约瑟夫森或福克制度的玻色子约瑟夫森结。在有限时间的情况下,我们使用最优控制技术,大大减少不可逆的工作可以忽略不计的值。我们的分析可以实现在当今的实验与超冷原子,我们展示了如何将工作统计的人口不平衡的两种模式。
2016-05-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Superadiabatic generation of cat states in bosonic Josephson junctions under particle losses
我们研究了在玻色约瑟夫森结中产生猫态的超绝热方案,在有和无粒子损失的情况下。生成方案是基于绝热性的捷径,并强烈依赖于宇称守恒。宇称守恒还确保所产生的态是具有各种大小的猫态的叠加,即,一个“猫之州”。宇称也是为了在干涉测量中利用产生的状态而要测量的量。即使在产生过程中大量的颗粒损失,产生方案仍然有效。
2019-01-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Shortcuts to adiabatic cat-state generation in bosonic Josephson junctions
我们提出了一种量子加速方法,通过绝热性的捷径在玻色子约瑟夫森结中绝热产生猫态。利用Holstein-Primakoff变换,我们对玻色子约瑟夫森结应用近似的反非绝热驱动。为了避免反非绝热驱动中的发散问题,我们考虑了有限尺寸修正。由此产生的反非绝热驱动在整个过程中是明确定义的。反非绝热驱动的时间表由三个步骤组成:无序阶段的反非绝热驱动,平稳缓慢地接近临界点,以及有序阶段的反非绝热驱动。利用反非绝热驱动,成功地加速了猫态的绝热产生。足够大的量子费舍尔信息保证了生成的猫态是高度纠缠的。
2017-12-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum interferometry at zero and finite temperature with two-mode bosonic Josephson junctions
我们分析了用囚禁的稀原子和超冷原子组成的玻色子约瑟夫森结实现的相位干涉。通过使用合适的相位灵敏度指示器,我们研究了零温结态有助于实现亚散粒噪声精度。亚散粒噪声相移灵敏度可以达到即使在有限的温度下,适当选择的结状态。我们推断出一个尺度系统(即粒子数)的温度,在这个温度下,散粒噪声极限不再被克服
2012-11-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Finite temperature effects in two-mode bosonic Josephson junctions
分析了温度对双势阱中超冷原子和稀原子实现的玻色约瑟夫森结的影响。从两格点玻色-哈伯德哈密顿量的本征态出发,计算了相干可见度和在位占据数的涨落,并研究了它们随温度的变化。我们发现,与天真的期望相反,当玻色子-玻色子相互作用被适当地选择时,热效应可以增加相干性的可见性,并减少现场的数量波动。
2012-08-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Relaxation in an Extended Bosonic Josephson Junction
本文详细分析了扩展玻色子约瑟夫森结中的弛豫动力学。我们表明,在三维空间中使用Gross-Pitaevskii方程的随机经典场模拟再现了M。Pigneur等人,物理修订信函120,173601(2018)。我们给出了一个解析解描述通过多模退相的短时间演化。对于较长的时间,所观察到的弛豫相位锁定状态是由非线性动力学超越正弦-戈登模型,诱导的纵向限制潜力和持久的,即使在零温度。最后,我们分析了不同的实验相关的捕获几何形状,以减轻这些影响。我们的研究结果为进一步研究扩展玻色子约瑟夫森结弛豫的非线性和量子效应提供了实验基础。
2021-05-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fast and optimal generation of entanglement in bosonic Josephson junctions
利用精确的量子相位模型研究了由两个相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体组成的玻色约瑟夫森结中粒子纠缠的动力学产生。使用分析参数,我们表明,线性耦合可以加速创建纠缠相对于众所周知的单轴扭曲模型耦合缺席。此外,与最优控制方案的数值分析,我们确定了最佳参数的快速生成的计量有用的纠缠在短时间尺度上:最佳的进化产生的耦合和相互作用强度之间的特定比例。
2018-11-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum dynamics in the bosonic Josephson junction
本文用半经典图象研究了不同初始条件下玻色子约瑟夫森结中的动力学行为。相扩散的相干准备在约瑟夫森制度取决于两个冷凝物之间的初始相对相位。对于最初的非相干凝聚体,我们发现一个普遍的价值的相干性的约瑟夫森政权的建设。此外,我们对比两个看似相似的分界线相干准备,发现显着的差异,他们的收敛经典粒子的数量增加。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Josephson vortices in a long Josephson junction formed by phase twist in a polariton superfluid
光的量子流体是一种新兴的平台,用于高能效信号处理,超灵敏干涉测量和高温下的量子模拟器。在这里,我们演示了在一个大的极化激元凝聚诱导的拓扑激发的光学控制,实现了玻色子模拟的长约瑟夫森结和报告的第一次观察玻色子约瑟夫森涡旋。当在凝聚体的边界处施加相位差时,两个扩展区域通过相位的急剧$π$滑移和密度的孤子耗尽而分离,形成具有抑制的序参量的绝缘势垒。超流的行为,这是一个平滑的相位梯度,而不是尖锐的相位跳变,在较高的极化激元密度恢复,它是介导的约瑟夫森涡旋的成核内的障碍。我们的结果有助于理解宏观量子系统中元激发的耗散和稳定性。
2018-12-05 cond-mat.quant-gas
Beyond standard two-mode dynamics in Bosonic Josephson junctions
我们研究了对称双势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体在广泛的非线性耦合下的动力学行为。我们证明了一个区域的存在,超越约瑟夫森振荡和自陷,其中涉及的第三模式的双阱势的动态激发。我们开发了一个简单的半经典模型的第二和第三模式之间的耦合,非常令人满意的完整的时间相关的动力学。提出了实验条件来探索这一现象。
2011-01-08 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Fast generation of spin-squeezed states in bosonic Josephson junctions
描述了在玻色子约瑟夫森结(BJJ)中快速制备高相干自旋压缩多体态的方法。我们从已知的映射的两个网站的玻色-哈伯德(BH)哈密顿量的一个有效的粒子在Fock空间中根据薛定谔方程的演变。由于排斥相互作用,在福克空间的有效势是近抛物线,我们最近推导出的协议的捷径绝热演化的谐波势的多体BH哈密顿。当原子数N较大时,压缩参量的最佳标度为Δ 2_S ~ 1/N。
2012-12-07 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Macroscopic quantum self-trapping in bosonic Josephson junctions: an exact quantum treatment
Università di Padova(帕多瓦大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova(意大利国家核物理研究所(INFN)帕多瓦分部);Université Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Istituto Nazionale di Ottica (INO) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)(意大利国家研究委员会光学研究所(INO))
研究玻色约瑟夫森结中粒子不平衡的量子演化,揭示宏观量子自囚禁在均场理论外的失效机制,通过分析本征值差异和粒子不平衡振幅结构,区分两种动态 regime,阐明大粒子数下的准MQST机制。
2026-02-26 cond-mat.quant-gas
Spontaneous symmetry breaking and collapse in bosonic Josephson junctions
研究了轴向双势阱和横向简谐势阱分别囚禁的原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的吸引态。我们得到的数值,第一次,量子相图,其中包括所有三个相关的阶段的系统:约瑟夫森,自发对称性破缺(SSB),和崩溃。我们还考虑了BEC的相干动力学,并计算了约瑟夫森相和单边带相直至坍缩的布居不平衡模的频率。我们表明,这些阶段可以观察到通过使用超冷蒸汽的7Li原子的磁光阱。
2010-08-28 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Bosonic binary mixtures with Josephson-type interactions
受玻色混合物实验的启发,我们研究了玻色二元混合物中存在的物种之间的约瑟夫森相互作用。我们专注于一个特定的模型与$O(2)$的同位旋对称性,解除由拉比频率,$Ω_{R}$,和失谐,$ν$,这对夫妇的阶段,两个物种的参数化的不平衡的人口。我们研究了平均场近似加高斯涨落的模型。我们已经发现,这两种物质同时冷凝低于临界温度$T_{c}$和相对相位被锁定的应用激光相位,$α$。此外,冷凝物分数强烈依赖于不受热波动影响的比率$Ω_{R}/|ν|$。
2016-01-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Exact quantum dynamics of a bosonic Josephson junction
通过数值精确求解含时多玻色子薛定谔方程,研究了一维玻色子约瑟夫森结的量子动力学。已经弱粒子间的相互作用和短的时间尺度上,常用的平均场和多体方法被发现大大偏离确切的动力学。该系统表现出丰富的多体动力学,如增强的隧道效应和一种新的平衡现象的结依赖于相互作用,归因于一个快速损失的相干性。
2009-05-06 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
Many-Body Quantum Dynamics of a Bosonic Josephson Junction with a Finite-Range Interaction
利用多组态含时Hartree方法(MCTDHB)精确数值求解含时多体薛定谔方程,研究了实空间中非对称双势阱中玻色气体与有限程相互作用的非平衡量子动力学.我们已经集中在弱相互作用的限制,系统基本上是凝聚的。我们已经研究了相互作用的范围对系统动力学的影响,在平均场和多体水平。解释,我们已经研究了最大和最小值的多体位置方差在每个周期的振荡,其增长的整体步伐。我们发现,相互作用的范围影响系统的动力学不同的右井和左井。我们还研究了无限粒子极限,发现即使在那里,相互作用范围的影响也只能用多体理论(如MCTDHB)来描述。
2018-12-24 cond-mat.quant-gas
Atomic Josephson junction with two bosonic species
研究了双阱中存在两个相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体的原子约瑟夫森结(AJJ)。我们假设不同种类的玻色子相互作用。两个组分的宏观波函数服从两个三维耦合的Gross-Pitaevskii方程(GPE)。我们写出系统的拉格朗日量,并由此导出一个耦合常微分方程组(ODE),其中耦合摆表示力学模拟。这些微分方程控制分数不平衡和每个玻色子分量的相对相位的动力学行为。我们在保持对称性的点附近进行稳定性分析,得到稳定点附近振荡频率的解析公式。这样的公式可以用作种间s波散射长度的间接测量。我们还研究了每个分数不平衡在零和非零附近的振荡-宏观量子自陷(MQST)-时间平均值。对于不同的物种间相互作用振幅值,我们进行了这项研究,通过直接求解两个GPE和通过求解相应的耦合摆方程。我们表明,在一定的条件下,这两种方法的预测是很好的协议。此外,我们还计算了种间相互作用幅度的交叉值,该交叉值标志着MQST的开始。
2009-05-13 cond-mat.quant-gas
Suppressing nonadiabatic transitions during adiabatic generation of highly entangled states in bosonic Josephson junctions
研究了玻色子约瑟夫森结中绝热产生类猫态(不同大小猫态的叠加)和自旋压缩态过程中非绝热跃迁的抑制。为了使绝热误差最小化,我们使用量子绝热速降线,这使我们能够在给定的条件下跟踪参数空间中的几何有效路径,而不需要额外的条款。对于类猫态的产生,由于宇称守恒,避免了与临界点处的能隙闭合相关的量子几何张量的发散。所得到的参数表是平滑的和单调递减的曲线。使用这些时间表提供了减少的时间来产生类猫态和自旋压缩态。
2019-09-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Shapiro effect in atomchip-based bosonic Josephson junctions
我们分析了隧道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中Shapiro共振的出现,实现了玻色约瑟夫森结。我们的分析是基于一个实验相关的实施使用磁双阱势原子芯片。在这种配置中,电势偏置(实现结电压)和势垒(实现约瑟夫森链路)本质上耦合。我们表明,动态驱动系统具有显着增强的夏皮罗共振,这将有利于实验观察。为了描述系统对动态驱动的响应,我们比较了单模Gross-Pitaevskii(GP)描述,改进的双模(TM)模型和自洽的多组态时间相关Hartree玻色子(MCTDHB)方法。我们表明,在显着的原子-原子相互作用或强驱动的情况下,所涉及的模式的空间动力学必须考虑在内,只有MCTDHB方法允许可靠的预测。
2011-02-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Impact of the range of the interaction on the quantum dynamics of a bosonic Josephson junction
采用多组态含时Hartree方法数值求解含时多体薛定谔方程,研究了实空间中具有长程相互作用的玻色约瑟夫森结(BJJ)的非平衡量子动力学.有了多玻色子波函数,我们就可以在平均场和多体水平上考察相互作用范围对BJJ动力学性质的影响,即密度振荡及其坍缩、自陷、耗尽和碎裂,以及位置方差。明确地说,密度振荡的频率和它们崩溃所需的时间,在高原上的碎片化值,在每个振荡周期中位置方差的最大值和最小值以及其增长的总体速度是我们研究的关键。我们发现了相互作用与限制陷阱之间的竞争效应。随着相互作用的范围从短的有限范围开始增加,相互作用的尾部的存在基本上增强了有效排斥。但是,随着范围变得与陷阱大小相当,系统接近所有原子都感觉到恒定电势的情况,并且尾部对动力学的影响减弱。存在一个最佳的相互作用范围,在该范围内,结的物理量达到其极值。
2018-01-16 cond-mat.quant-gas
The non-Abelian bosonic quantum ring
研究了旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学行为,该凝聚体受光诱导非阿贝尔规范势的支配。用环形阱约束原子,用流体动力学近似,得到描述系统的非线性Josephson型方程。精确求解了简并本征态的转动。我们考虑一个均匀填充环和观察两个准自旋组件之间的人口动态,但也空间相关的约瑟夫森振荡。在弱相互作用的极限下,在恒定的非阿贝尔有效磁场作用下,可以观察到稳定的质量流。对于强相互作用,观察到了两分量暗孤子状物体的出现。
2009-12-17 cond-mat.quant-gas
Floquet engineering a bosonic Josephson junction
研究了倾斜双势阱中一维玻色准凝聚体之间的隧道耦合。通过调制两个井之间的能量差,我们重新建立隧道耦合,并精确控制其振幅和相位。这使我们能够启动两个最初不相关的玻色气体之间的相干性,并在新兴的正弦戈登哈密顿量准备不同的初始状态。我们充分表征的Floquet系统和研究的依赖关系的平衡性质和弛豫的调制。
2022-02-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Tunneling dynamics of bosonic Josephson junctions assisted by a cavity field
研究了双势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学与光腔模的动力学之间的相互作用。腔场叠加在双阱势上,影响原子隧穿过程。腔场由与裸腔共振失谐的激光驱动;原子的动态变化的空间分布可以使腔进入和脱离共振。在共振时,光子数大大增加,原子隧穿被放大。重新推导了约瑟夫森结方程,计算了相图。我们发现新的解决方案,有限的不平衡,并在同一时间缺乏自陷的解决方案,由于出现了一个新的分界线,导致增强隧道。
2015-01-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Chaos and quantum scars in Bose-Josephson junction coupled to a bosonic mode
我们考虑一个描述玻色-约瑟夫森结(BJJ)耦合到一个具有量子相变(QPT)的玻色模的模型。从半经典动力学以及从谱统计中观察到QPT以上的混沌开始。基于纠缠熵分析了本征态随能量密度增加的遍历行为,揭示了动力学定态$π$ -模对本征态的影响,将不稳定的$π$ -振荡的印记识别为多体量子疤痕(MBQS),它导致了对遍历性的偏离,并量化了疤痕的程度.在对应于$π$模式的这种初始状态的非平衡动力学中,相位相干性的持久性是在BJJ上的实验中具有相关性的MBQS的可观察到的签名。
2020-09-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech nlin.CD
Universality of Fragmentation in the Schrödinger Dynamics of Bosonic Josephson Junctions
本文研究了一维玻色子约瑟夫森结的多体薛定谔动力学。初态是完全凝聚的,相互作用强度很弱。我们报告一个普遍的碎裂动力学的多体水平上:系统组成的不同数量的粒子碎片相同的值在恒定的平均场相互作用强度。这种现象表现在诸如系统的关联函数之类的可观测量中。我们解释这个普遍的碎裂动力学分析的基础上玻色-哈伯德模型。因此,我们表明,在何种程度上多体效应变得重要,在以后的时间至关重要地取决于初始状态。即使对于任意大的粒子数和任意的弱相互作用强度,动力学本质上也是多体的,碎裂是普遍的。在Gross-Piatevskii平均场长期有效的情况下,不存在弱相互作用极限。
2014-05-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Finite-size effects in a bosonic Josephson junction
采用两格点玻色-哈伯德模型,研究了$N$玻色粒子在两格点间隧穿时的有限尺寸量子效应。利用含时原子相干态(ACS),我们推广了基于含时Glauber相干态的玻色约瑟夫森结的标准平均场方程。通过这种方式,我们发现$1/N$修正熟悉的平均场(MF)的结果:两个网站之间的宏观振荡的频率,动态宏观量子自陷(MQST)的临界参数,和有吸引力的临界相互作用强度的基态的自发对称性破缺(SSB)。为了验证我们的分析结果,我们进行量子动力学的数值模拟。在平衡组态周围的约瑟夫森振荡的情况下,我们发现,也对少数原子的数值结果与含时ACS变分方法的预测,提供的时间演化不是太长。与MF方法相比,ACS方法能更好地再现SSB的数值结果。相反,只有在大的$N$状态下,ACS理论才能正确地再现MQST的发生,对于这种现象,MF公式的$1/N$校正是不可靠的。
2021-02-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Measure synchronization in a two-species bosonic Josephson junction
基于半经典理论研究了两种玻色约瑟夫森结(BJJ)中的测量同步(MS)。六种不同的方案MS,包括两个约瑟夫森振荡制度(0相模式)和四个自陷制度($π$相模式),已清楚地显示。对这些不同情景背后的共同特征进行了系统的调查。我们表明,这两个物种的平均能量合并在MS过渡点。MS过渡附近的幂律的标度已被验证,和临界指数为1/2的MS的所有不同的情况下,我们还说明MS在三维相空间中,从这个插图,可以得到更详细的信息的动力学过程。特别地,通过分析物种间相互作用变化的Poincare截面,我们发现两物种BJJ在MS转变点处表现出分界线穿越行为,这种行为描述了MS转变不同场景背后的一般机制。在两种BJJ中发现的新的临界行为有望在原子玻色气体的真实系统中发现。
2013-12-10 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Photon-induced Self Trapping and Entanglement of a Bosonic Josephson Junction Inside an Optical Resonator
研究了光子对光学谐振腔中玻色约瑟夫森结中原子的动力学和基态的影响。该系统的设计方式是通过改变腔内光子的数量来调整原子隧穿。在这种结构中,腔光子是一种新的控制手段,它既可以用来诱导自陷解,又可以用来驱动基态从原子相干态到薛定谔猫态的跃迁。这是实现的,对于合适的设置配置,与原子间的相互作用弱于在没有腔的情况下所需的。对纠缠熵的研究证实了这一点。在激光的存在下,这个量子指标达到其最大值(这标志着猫状状态的形成,并在半经典水平上,自陷的开始)的吸引力小于裸结。
2015-11-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Relaxation to a Phase-locked Equilibrium State in a One-dimensional Bosonic Josephson Junction
本文对两个耦合的一维玻色-爱因斯坦准凝聚体在约瑟夫森区的非平衡隧道动力学进行了实验研究。约瑟夫森振荡是通过分裂单个一维凝聚体并在超流体之间留下相对相位而引发的。无论初始状态和实验参数如何,相对相位和原子数不平衡的动力学都表现出向锁相稳态的弛豫。后者的特征在于高相位相干性和相对于初始状态的降低的波动。我们提出了一个经验模型的基础上的类比与非谐振子来描述各种实验参数的影响。与我们的观察相一致的微观理论仍然缺乏。
2017-11-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Finite-temperature entanglement and coherence in asymmetric bosonic Josephson junctions
Università di Padova(帕多瓦大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部);Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati(国际高等研究院);Padua QTech Center, Università di Padova(帕多瓦量子技术中心);Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche(意大利国家研究委员会光学研究所)
研究有限温度下非对称玻色约瑟夫森结的纠缠与相干特性,通过量子相位模型和有效温度描述揭示温度与非对称性对系统纠缠和相干的影响。
2026-01-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Cavity-aided quantum parameter estimation in a bosonic double-well Josephson junction
本文描述了一种对双阱光学腔中的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)进行非破坏性测量的装置。这个装置除了玻色子气体和阱之外,还包含一个光学腔。我们展示了在适当的条件下,光和原子之间的相互作用如何能够允许对两个阱之间的种群不平衡及其方差进行弱干扰但高度精确的测量。我们表明,该设置是非常适合的实施量子限制的估计策略的推理的关键参数定义的原子系统的演变和基于腔场上进行的测量。这将使得能够通过高度可控的量子探针进行{ \it de facto}哈密尔顿诊断。
2015-06-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Rotation-mediated bosonic Josephson junctions in position and momentum spaces
University of Haifa(海法大学);Haifa Research Center for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Haifa(海法大学海法理论物理与天体物理研究中心)
本研究提出旋转介导方案,可在位置与动量空间产生等效双阱,实现单分量玻色凝聚体的两类约瑟夫森动力学,为相关量子器件研究提供理论与实验框架。
2026-08-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
For high-precision bosonic Josephson junctions, many-body effects matter
超导或超流约瑟夫森结的典型治疗依赖于平均场或双模模型,我们探索多体动力学的一个孤立的,超冷,玻色气体长约瑟夫森结使用时间演变块抽取模拟。我们表明,随着排斥相互作用强度的增加,局部动态出现影响宏观凝聚行为,并可能导致形成的孤子,直接反对的对称性的交界处。初始状态的人口和相位产生洞察准一维双势阱的动态隧穿制度,从约瑟夫森振荡宏观自陷。人口不平衡模拟揭示了大量的偏离多体动力学平均场Gross-Pitaevskii预测,特别是作为势垒高度和相互作用强度的增加。此外,突然的近似支持本地化的非绝热淬火后形成的粒子-空穴,相关措施揭开了一个新的动态制度:福克手电筒。
2018-05-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con