Permanent magnetic lattices for ultracold atoms and quantum degenerate gases
我们提出使用永磁薄膜的周期性阵列来产生用于限制、操纵和控制小团超冷原子和量子简并气体的微陷阱磁晶格。利用解析表达式和数值计算,我们表明,磁性薄膜的周期性阵列可以产生一维(1D)和二维(2D)的磁晶格与非零的潜在的最小值,允许超冷原子被捕获没有损失,由于自旋翻转。特别是,我们表明,两个交叉层的平行的矩形磁铁加上偏置场的周期性阵列,或一个单层的周期性阵列的方形磁铁与三个不同的厚度加上偏置场,可以产生二维磁晶格的微陷阱具有非零电位的最小值和可控的陷阱深度。对于具有微米级周期性的阵列,磁性微陷阱可以具有非常大的陷阱深度(对于为2D晶格选择的实际参数,$\sim$ 0.5 mK)和非常紧密的约束。
2005-12-18 cond-mat.other quant-ph
Realization of BEC-BCS crossover physics in a compact oven-loaded magneto-optic trap apparatus
我们报道了一个简单的烘箱加载磁光阱(MOT)装置,用于产生分子玻色-爱因斯坦凝聚体(mBEC)和锂的简并费米气体(DFG)。该装置不需要塞曼减速器或2D MOT,也不需要在溢出原子源和科学室之间进行任何分离或差分泵送。其结果是一个非常简单,廉价,紧凑的真空系统的小型化的理想选择。我们讨论了我们的工作在其他实现的量子简并气体的蒸发光偶极陷阱的背景下,并说明我们的设备满足原子数和陷阱寿命的关键要求。我们还证明了这个系统的生产的mBEC,我们用它来观察一个强烈的相互作用的两个组件的DFG在BEC-BCS交叉制度的配对间隙。
2013-08-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Strongly trapped two-dimensional quantum walks
离散时间量子游动是随机游动的非平凡推广,具有广泛的应用。特别是,它们可以用作计算原语,并且它们是模拟其他量子系统的合适工具。DTQW通常由于其量子性而弹道传播。然而,在某些情况下,它们可以保持在其初始状态(捕获)。DTQW的捕获和其他基本性质由硬币操作符的选择决定。我们介绍和分析了一个迄今为止未知的类型的步行驱动的硬币类导致强大的陷阱,补充了已知的步行列表。这类行走表现出许多令人兴奋的性质,其可能的应用范围从介质中的光脉冲捕获到拓扑效应和量子搜索。
2015-01-27 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
The dynamics of a qubit coupled strongly with a quantum oscillator
在强耦合区重新研究了量子比特与量子振子耦合的动力学。在通常的简并微扰的基础上增加了非简并微扰,得到了新的结果。
2012-09-03 physics.atom-ph quant-ph
Vortex-antivortex wavefunction of a degenerate quantum gas
讨论了在特殊排列的光偶极阱中,光涡旋对量子化物质波涡旋的钉扎机制。矩形对称的涡旋-反涡旋光学阵列传递角轨道动量,形成类似“反铁磁”的物质波。提出了饼状囚禁几何中物质波的可分哈密顿量,并将三维波函数分解为一维谐振子和二维涡旋-反涡旋量子态的波函数的乘积.二维波函数的相位梯度场通过Madelung变换与经典速度场相关联,形成了类高斯结构。宏观量子态由周期性间隔的反向旋转BEC超流涡旋组成,具有零角动量和非零转动能。
2013-12-30 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Characteristic features of the strongly-correlated regime: Lessons from a 3-fermion one-dimensional harmonic trap
本文研究了3费米子一维谐振阱的强关联转变,提出用扭曲光探测,并发现4个普适特征:基态局域化、波函数简并、熵增长和简正模表征。
2024-01-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Composite-boson formalism applied to strongly bound fermion pairs in a one-dimensional trap
我们分析了一个系统的费米子在一个一维的谐波陷阱有吸引力的三角洲之间的相互作用不同的费米子物种,作为一个近似描述的实验,涉及原子二聚体。我们解决了两个费米子对数值使用所谓的“coboson形式主义”作为替代的技术是基于单粒子基础的问题。这使我们能够探索强束缚状态,接近无限吸引力的极限,其中复合粒子表现为硬核玻色子。我们的程序是计算成本低,并说明如何coboson工具箱是有用的超冷原子系统,即使在没有凝聚。
2023-01-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering entanglement Hamiltonians with strongly interacting cold atoms in optical traps
提出了一种在一维临界自旋系统中实现纠缠哈密顿量的方案。我们的方法是基于这样的概念,即纠缠谱的系统可以实现与物理哈密顿包含一组位置相关的耦合。我们专注于再现的纠缠谱的系统在两种不同的几何形状的通用比率:谐波陷阱,这对应于一个分区嵌入在一个无限的系统,和一个线性的潜力,它再现了半分区的属性与开放的边界条件。我们的研究结果表明,在一个现实的冷原子实验环境中,通过简单地使用重力和标准的捕获技术测量海森堡和XX模型的纠缠谱的可能性。
2020-07-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spectroscopy and spin dynamics for strongly interacting few spinor bosons in one-dimensional traps
本文考虑了一个由几个自旋为1的强相互作用原子组成的一维囚禁气体,它可以用一个有效的自旋链哈密顿量来描述。在远离SU(3)可积点处,能谱是高度简并的,在大而有限的排斥区,能级的有序和交叉以及本征态的对称性的规则已被阐明。我们研究了自旋混合动力学,它对两个通道相互作用g 0/g2的比值非常敏感,并且有效自旋链比Heisenberg双线性-双二次自旋链更好地传递量子态.
2017-04-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
A variational approach to repulsively interacting three-fermion systems in a one-dimensional harmonic trap
研究了一维谐振子势阱中零射程相互作用的三体系统。该系统由两个自旋极化的费米子和第三个粒子组成,第三个粒子与其他两个粒子不同(2+1系统)。首先,我们假设粒子的质量相等。在这种情况下,系统在强、弱相互作用极限下可以用超球坐标下分解的波函数精确描述。受这个结果的启发,我们提出了一个任意排斥零程相互作用的波函数的插值近似。通过数值计算比较,我们表明,这种插值方案产生一个非常好的近似的数值精确解的能量和自旋分辨密度。作为展望,我们讨论了强相互作用极限下的质量不平衡系统。在这里,我们发现的光谱表明,在无限耦合强度的等质量的情况下,三重简并频谱在某种意义上是一个奇异的情况下,这种简并将被分解成一个双重简并或非简并基态由任何小的质量不平衡。
2015-03-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Scrambled Mean Field Approach to the Quantum Dynamics of Degenerate Bose Gases
我们提出了一种新的方法来模拟动力学的囚禁,简并,弱相互作用玻色气体超过平均场的限制。我们将一个多体问题的相互作用表示相对于一个适当选择的一部分的哈密顿量,然后才适用于多模相干态的ananimator。得到的方程几乎和Gross-Pitaevskii方程一样简单,但是我们的方法捕捉到了量子动力学的基本特征,例如相干性的崩溃。
2019-08-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Azimuthal eigenmodes at strongly non-degenerate parametric down-conversion
基于参量光下转换的量子光学技术尚未应用于太赫兹频率范围。这是由于太赫兹频率范围内探测单光子的复杂性和光学太赫兹双光子模式的强纠缠。本研究探讨了强非简并参量下转换产生的散射辐射的角结构时,空闲辐射的频率不超过几个太赫兹。我们证明,在一定的近似下,有可能获得方位角本征模的非线性相互作用算子。这些本征模中的场算子的演化方程的解具有Bogolyubov变换的形式,其允许对于任意值的参数增益获得散射矩阵。该散射矩阵描述了双光子对的产生和相关光太赫兹场的强通量的产生,所述相关光太赫兹场在两个光谱范围内形成辐射的宏观量子态。
2021-05-16 physics.optics quant-ph
Strongly Interacting Quantum Gases in One-Dimensional Traps
在二阶简并微扰理论下,我们证明了在强相互作用下,一维阱中任意自旋的$N$粒子的物理可以用超交换作用来描述.一个有效的自旋链哈密顿量(非平移不变的Sutherland模型)可以从这个过程中构造。对于自旋为1/2的粒子,该模型简化为非平移不变的海森堡模型,其中当相互作用强度从强排斥极限调谐到强吸引极限时,预计会发生海森堡反铁磁(AFM)和铁磁(FM)状态之间的转变。我们表明,FM和AFM状态可以区分在两种不同的方法:第一种是基于他们的不同的响应自旋相关的磁梯度,和第二种是基于他们不同的动量分布。我们通过与几种无偏技术得到的结果进行比较,证实了自旋链模型的有效性
2015-04-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Note on "Collective Excitations of a Degenerate Gas at the BEC-BCS Crossover", Phys. Rev. Lett. 92, 203201 (2004)
本文对文献[1]中关于简并量子气体在BEC-BCS交叉中的径向压缩模的结果作了重新解释。当适当地考虑文献[1]中光阱势的椭圆率时,我们的结果与其他实验和理论工作是一致的。
2006-11-16 cond-mat.other cond-mat.supr-con quant-ph
Three strongly correlated charged bosons in a one-dimensional harmonic trap: natural orbital occupancies
本文研究了一个由三个带电玻色子组成的一维系统。更准确地说,我们研究了系统的基态相关性质,特别注意强相互作用极限。我们解释的第一次退化的性质出现在这个限制在频谱的约化密度矩阵。用积分方程给出了渐近自然轨道及其占位性的显式表示。
2012-03-16 cond-mat.str-el physics.atm-clus quant-ph
Coherence-controlled transparency and far-from-degenerate parametric gain in a strongly-absorbing Doppler-broadened medium
在非简并双Lambda多普勒展宽介质中,当反斯托克斯辐射的无反转增益大于振荡阈值时,将伴随斯托克斯增益。数值模拟应用于二聚钠蒸汽的结果说明。示出了通过介质和驱动辐射参数的微小变化控制的从吸收到增益的光学切换,所述驱动辐射参数处于小于每个分子一个光子的水平。相关视频/音频剪辑见:A.K. Popov,S.A. Myslivets和T.F. George,Optics Express Vol.7,No.3,148(2000)(http://epubs.osa.org/oearchive/source/22947.htm)或下载:http://kirensky.krasn.ru/popov/opa/opa.htm
2000-08-08 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Surface Morphology Assisted Trapping of Strongly Coupled Electron-on-Neon Charge States
本文研究了表面形貌对电子-氖电荷态形成及与微波谐振器耦合的影响,发现浅深度刻蚀能最大化耦合强度,揭示了制造引起的表面特征在形成强耦合eNe态中的作用。
2025-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Comparing numerical and analytical approaches to strongly interacting two-component mixtures in one dimensional traps
我们研究一维谐波捕获的两个组件系统的排斥相互作用强度范围从非相互作用的费米-费米混合物的强相互作用制度。一个新的和强大的映射之间的相互作用强度参数从连续的哈密顿量和离散的晶格哈密顿量。作为一个例子,我们表明,这种映射既不依赖于系统的状态,也不依赖于粒子的数量。能量,密度分布和关联函数得到数值(DMRG和精确对角化)和分析。由于DMRG结果不收敛的相互作用强度增加,解析解被用作基准,以确定这些计算变得不稳定的点。我们使用所提出的映射设置一个定量限制的相互作用参数的离散晶格哈密顿以上的DMRG给出不切实际的结果。
2017-02-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Experimental implementation of laser cooling of trapped ions in strongly inhomogeneous magnetic fields
本文展示了在强非均匀磁场中对分段线性 Paul 阱中囚禁的 $^{40}$Ca$^+$ 离子实现高效多普勒激光冷却,并利用塞曼效应位置依赖性绘制磁场图,为混合囚禁冷离子与中性分子实验及量子科学研究奠定基础。
2023-09-06 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Roton-Induced Trapping in Strongly Correlated Rydberg Gases
激发到高位里德堡态的原子在强偶极-偶极相互作用下表现出与高度关联和复杂系统相关的现象。我们进行第一性原理数值模拟这样的系统的动力学。如强相关气体中所预期的那样,并由费曼液氦理论准确描述的,在激发光谱中出现的旋子最小值显着抑制粒子输运,由于新兴的空间秩序,扩散系数受到强烈抑制。我们还演示了如何能够在时间上调整里德伯原子之间的相互作用强度,可以用来克服无序诱导加热的影响,使前所未有的高度耦合制度的研究。
2018-12-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph