Trapping ultracold dysprosium: a highly magnetic gas for dipolar physics
超冷镝气体的磁矩是碱金属原子的10倍，磁性最强的原子仅与铽相当，预计它将表现出许多迷人的碰撞动力学和量子偶极相，包括量子液晶物理。我们报告的第一个激光冷却和捕获的5亿Dy原子使用无再泵浦的磁光阱（MOT）和连续加载的磁约束，我们的特点的陷阱回收动力学玻色子和费米子同位素。在具有浸没开放电子f壳层的系统中进行了少数分波（100 uK至1 mK）范围内的第一次非弹性碰撞测量。此外，我们观察到不寻常的条纹内MOT <10 uK亚多普勒冷却原子。
2009-12-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A Strongly Dipolar Bose-Einstein Condensate of Dysprosium
我们报道了磁性最强的镝原子的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）。Dy BEC是第一个开放的f-壳层镧系（稀土）元素，并通过强迫蒸发在一个不寻常的，蓝失谐和自旋极化的窄线磁光阱加载的交叉光偶极子陷阱。在T = 30 nK以下，1.5x10^4个164 Dy原子形成了几乎纯的凝聚体。我们观察到，稳定的BEC形成取决于小极化磁场与扁圆陷阱轴的相对角度，这是仅在强偶极区域中预期的捕获凝聚物的属性。迄今为止，该状态仅在Cr BEC中通过在高磁场下获得的费什巴赫共振可获得。
2011-09-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dysprosium dipolar Bose-Einstein condensate with broad Feshbach resonances
我们生产玻色-爱因斯坦凝聚体的$^{162}$ Dy原子采用一种创新的技术的基础上，共振增强的光阱，允许有效的加载从磁光阱和快速蒸发。我们研究了超冷原子在6 ~ 30 G的磁场中的散射特性。除了镧系元素中典型的窄费什巴赫共振的混沌分布外，我们还发现了两个相当孤立的宽特征，分别位于22 G和27 G附近。使用损耗，热化，各向异性膨胀和分子结合能的互补测量点的表征朝向占主导地位的s波字符的共振。这种共振将使依赖于偶极和接触相互作用之间的相互作用的量子现象的研究变得容易。
2019-01-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Path-integral Monte Carlo study on a droplet of a dipolar Bose-Einstein condensate stabilized by quantum fluctuation
受最近实验的启发[H. Kadau等人，Nature（London）530，194（2016）; I. Ferrier-Barbut等人，arXiv：1601.03318]和理论预测（F.韦赫特勒和L. Santos，arXiv：1601.04501），用路径积分Monte Carlo方法研究了具有强偶极-偶极相互作用的镝玻色-爱因斯坦凝聚体的基态.结果表明，量子涨落可以稳定凝聚体，使其不受偶极坍缩的影响。
2016-03-10 cond-mat.quant-gas
Making two dysprosium atoms rotate - Einstein-de Haas effect revisited
本文用数值方法研究了在含时均匀磁场作用下，两个磁偶极原子在简谐势中的行为，并表现出标准的Einstein-de Haas效应.使用一个简化的描述的短程相互作用和完整的表达式的偶极-偶极力，我们表明，在实验上可实现的条件下，两个镝原子可以被泵浦到一个高（$l>20$）值的相对轨道角动量。
2016-10-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum filaments in dipolar Bose-Einstein condensates
偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的坍缩可以被量子涨落所阻止。由于偶极-偶极相互作用的各向异性，由软激发引起的偶极驱动的坍缩由硬激发的量子涨落引起的排斥的李黄杨贡献补偿，在一个类似的机制，最近提出的玻色-玻色混合。这种被阻止的坍缩导致了自结合的类金属液滴，为最近的镝实验提供了一种解释。被捕的不稳定性和液滴的形成是新的一般功能直接连接到偶极-偶极相互作用的性质，因此应该在所有未来的实验中发挥重要作用，强偶极气体。
2016-01-18 cond-mat.quant-gas
Crystallisation of a dilute atomic dipolar condensate
我们提出了一个理论来解释实验观察到的稀释镝冷凝物结晶成液滴晶格的现象。我们的理论的关键成分是一个保守的三体相互作用，稳定的液滴对崩溃的高密度尖峰。我们的理论再现了实验观察，并提供了对这一新相物质的多体性质的洞察。值得注意的是，我们表明，这是不可能的，在实验中获得的超固体，但我们的研究结果表明，实现这一阶段的战略。
2015-10-30 cond-mat.quant-gas
Ground-state properties of Dipolar Bose polarons
本文考虑浸入偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子杂质，研究了出现的极化子的性质。我们计算了偶极极化子的能量、有效质量和准粒子剩余，并研究了它们与凝聚原子之间以及与杂质之间的零程接触强度和长程偶极相互作用强度的关系。虽然在纯接触相互作用的情况下，量子涨落通常会导致极化子能量的增加，偶极-偶极相互作用被证明会导致符号反转。偶极相互作用的所述签名被证明是可观察到的与当前的实验能力的基础上的量子气体的原子与大的磁偶极矩，如铒或镝凝聚。
2018-12-14 cond-mat.quant-gas
Ground-state phase diagram of a dipolar condensate with quantum fluctuations
研究了量子涨落影响下囚禁偶极凝聚体的基态性质。我们表明，该系统可以经历从低密度凝聚态到高密度液滴态的相变，并通过量子涨落来稳定。能量优势态取决于约束势的几何形状、原子数和两体相互作用。我们开发了一个简单的变分分析，并验证它对完整的数值解。我们产生的系统和目前的实验结果与镝和铒凝聚物的相图。
2016-09-16 cond-mat.quant-gas
Polarization angle dependence of the breathing modes in confined one-dimensional dipolar bosons
探测囚禁量子系统的径向集体振荡是研究相互作用和维数效应的一个精确的实验工具。本文研究了零温抛物阱中玻色镝原子的准一维全极化偶极量子气体。我们在单模近似下用有效的准一维哈密顿量来模拟偶极气体，并基于Lieb-Liniger气体Bethe Answer波函数或微扰理论，用变分近似法导出状态方程。我们计算呼吸模式的频率，而不同的偏振角的求和规则的方法，并发现它们与最近的实验结果吻合得很好。
2020-12-14 cond-mat.quant-gas
Self-bound Doubly-Dipolar Bose-Einstein condensates
我们分析了由电和磁偶极矩粒子组成的双偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中自束缚液滴的物理性质。使用特别相关的情况下，镝，我们表明，双偶极相互作用势的各向异性是高度通用的和不平凡的，关键取决于两个偶极矩之间的相对取向和强度。这为探索有趣的量子多体物理学开辟了新的可能性。有趣的是，通过改变两个偶极子之间的角度，我们发现了一个从准一维到准二维的自约束液滴的维度交叉。这在凝聚态物理学中开启了一个迄今为止独一无二的场景，在这个场景中，维度交叉完全由相互作用驱动，而没有任何限制。
2020-02-04 cond-mat.quant-gas
Heating a dipolar quantum fluid into a solid
本文研究偶极量子流体的有限温度行为，发现加热偶极超流体可反常地诱导其转变为超固态，且预测与超冷镝原子实验一致，为探索非常规热力学开辟了新途径。
2023-06-01 cond-mat.quant-gas
Blue repulsive potential for dysprosium Bose-Einstein condensates
本文利用光谱滤波二极管激光系统在约400 nm蓝光区域实现了镝原子的排斥光学势，测量了其极化率的标量与张量分量且与理论相符，并展示了该势可操纵寿命超1秒的玻色-爱因斯坦凝聚体，为研究偶极超流体和超固态开辟新方向。
2025-03-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A long-lived spin-orbit-coupled degenerate dipolar Fermi gas
我们描述了使用磁性最强的费米子元素镝来创造长寿命的量子简并原子自旋轨道耦合气体。自旋轨道耦合产生于一个合成的规范场，该规范场是由一个原子自旋的光耦合分量组成的简并缀饰态的绝热跟随所产生的。由于镝的大电子轨道角动量和大磁矩，气体的寿命不像碱金属原子气体那样受到来自光-物质耦合的自发发射的限制，而是受到自旋的偶极弛豫的限制。由于费米统计，这种弛豫在大磁场下被抑制。我们观察到的寿命高达400毫秒，这超过了自旋轨道耦合的费米子碱金属原子的10-100倍，并接近从理论模型中获得的值。弹性偶极相互作用也被观察到影响拉比演化的自旋，揭示了相互作用的费米子系统。这种弱相互作用的自旋轨道耦合简并费米气体的长寿命将促进在更长的时间尺度上表现出的量子多体现象的研究，具有令人兴奋的意义探索奇异的拓扑量子液体。
2016-08-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Quantum quasicrystals of spin-orbit coupled dipolar bosons
我们研究准二维偶极玻色气体中的玻色子经历一个Rashba自旋轨道耦合。我们发现，由于自旋轨道耦合的简并色散最小值，结合长程偶极相互作用，可以稳定一些量子晶体和准晶基态。将玻色子与费米子物质耦合可以进一步稳定这些相。我们估计在现实的偶极凝聚体中应该可以检测到结晶相和准晶相，例如，镝，并讨论它们的对称性和激发。
2013-09-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Properties of strongly dipolar Bose gases beyond the Born approximation
强偶极玻色气体可以形成由量子涨落稳定的液滴。在理论描述中，利用低能散射振幅作为有效势。我们证明了对于磁性原子，玻恩近似的修正是存在的，并利用实际相互作用模型导出了修正的赝势。我们讨论了集体模式频率和液滴稳定性图的变化。我们的结果与最近的铒和镝原子实验相关。
2017-03-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Bilayer fractional quantum Hall states with ultracold dysprosium
我们展示了如何利用光晶格中镝原子间的偶极相互作用获得分数量子霍尔态。在我们的方法中，镝原子被困在一个深光晶格中的每个网站一个原子可以忽略不计的隧道。微波和空间相关的光修整场用于定义每个原子中的有效自旋1/2或自旋1自由度。将自旋为1/2的粒子视为核心玻色子，偶极-偶极相互作用产生玻色子跳跃、陈数为1的拓扑平坦带和ν= 1/2的劳克林态。将自旋为1的粒子视为两组分的硬核玻色子，偶极-偶极相互作用再次产生玻色子跳跃、陈数为2的拓扑平坦带和双层Halperin（2，2，1）态。通过调节光场，我们得到了（2，2，1）态与超流态竞争的相图。固态磁偶极子的推广进行了讨论。
2015-05-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Exploring Quantum Phases of Dipolar Gases through Quasicrystalline Confinement
本研究探讨了准晶格对偶极玻色子超固态的影响，发现弱准晶格诱导多种调制相，强晶格导致超准晶相和玻色玻璃相，为非周期环境中长程相互作用量子系统的实验研究奠定基础。
2024-10-11 cond-mat.quant-gas
Vortices in Tunable Dipolar Bose-Einstein condensates with Attractive Interactions
本文通过求解旋转Gross-Pitaevskii方程，研究准二维偶极BECs中接触与偶极-偶极相互作用从排斥到吸引的调谐对涡旋形成的影响，并以164Dy、168Er和52Cr为例展示纯偶极凝聚体中涡旋数随DDI排斥性增强而增加。
2025-04-12 cond-mat.quant-gas
Onset of a modulational instability in trapped dipolar Bose-Einstein condensates
本文研究了有限尺寸镝偶极玻色-爱因斯坦凝聚体在圆柱形谐振子阱中的相图。我们监测的最终状态后，散射长度降低从排斥BEC制度的量子液滴制度。或者获得BEC和量子液滴之间的绝热变换，或者在临界阱纵横比$λ_{\rm c}=1.87(14)$以上，调制不稳定性导致形成多个液滴。这与相图的预测结构完全一致，其中交叉区域低于$λ_{\rm c}$，多稳态区域高于。我们的研究结果提供了连接以前探索的制度，导致一个或多个偶极量子液滴丢失的一块。
2018-01-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Ultracold Bose and Fermi dipolar gases : a quantum Monte Carlo study
本论文的研究对象是量子简并区的偶极系统。一般来说，处理多体系统和评估其性质需要处理薛定谔方程。在本研究中，我们采用不同的蒙特卡罗方法，这是随机技术，允许找到它的数值解。
2020-02-04 cond-mat.quant-gas
Mixtures of dipolar gases in two dimensions: a quantum Monte Carlo study
本文研究了两种偶极量子气体在零温极限下的可压缩性。所研究的系统是由两种玻色气体的混合物在一个二维谐波约束占主导地位的偶极相互作用。偶极矩被认为是所有垂直于平面，把偶极势在一个纯粹的排斥和各向同性的模型。我们的分析是通过使用扩散蒙特卡罗方法，它允许在一些统计噪声的多体问题的精确解。我们的研究结果表明，这两个物种之间的兼容性是相当约束的相对偶极矩和两个组件的质量的函数。一个狭窄的制度，预测两种物质的混合，我们引入了一个adimensional参数，其值预测相当准确的两种偶极气体的可压缩性。
2021-12-22 cond-mat.quant-gas
Path Integral Monte Carlo Study of a Doubly-Dipolar Bose Gas
本研究结合路径积分蒙特卡洛和平均场方法，探索了双偶极玻色气体的性质，发现强相互作用下平均场理论失效，并揭示了量子液滴的各向异性超流特性及对热涨落的鲁棒性，为实验探测提供了理论依据。
2024-02-12 cond-mat.quant-gas
Atomic physics on a 50 nm scale: Realization of a bilayer system of dipolar atoms
原子物理学极大地推进了量子科学，主要是由于能够高精度地控制原子的位置和内部量子态，往往在量子极限。这方面的主要工具是激光，它可以在空间中构造和定位原子（例如，在光镊、光晶格、1D管或2D平面中）。由于光的衍射极限，大多数原子实验的自然长度尺度是500 nm或更大。在这里，我们实现了一种新的超分辨率技术，它定位和安排原子在一个子50纳米尺度上，没有任何根本的限制，在分辨率。我们证明了这种技术，通过创建一个双层的镝原子，绘制出的原子密度分布与子10 nm的分辨率，并观察偶极通过层间交感冷却和耦合集体激发两个物理上分离的层之间的相互作用。在50 nm处，偶极相互作用比500 nm处强1,000倍。对于光镊中的两个原子，这应该能够实现kHz速度的纯磁偶极门。
2023-02-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Generation of wave turbulence in dipolar gases driven across their phase transitions
Missouri University of Science and Technology（密苏里科技大学）；Lund University（隆德大学）
研究通过驱动偶极子气体跨越相变，揭示了非平衡准稳态和波湍流的形成机制。
2026-02-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fermionic suppression of dipolar relaxation: Observation of universal inelastic dipolar scattering
我们观察到高磁性原子镝的超冷费米气体中非弹性偶极散射的抑制：释放的能量越多，这些放热反应发生的频率就越低，只有量子自旋统计才能解释这种违反直觉的效应。在非零磁场中的非弹性偶极散射会导致加热或俘获粒子数的损失，这两种情况都不利于研究强偶极气体量子多体物理的实验。然而，费米统计，预计将导致这些有害的反应的运动学抑制。事实上，我们观察到一个120倍的抑制偶极弛豫费米子与玻色子Dy，从理论描述的普遍非弹性偶极散射，虽然从来没有实验证实。在自旋混合物中也观察到同样低的非弹性截面，这也与普遍的偶极散射预测惊人地一致。弛豫的抑制打开了在量子多体物理学研究中使用费米偶极物质--原子或分子--的可能性，例如，合成规范场和配对。
2014-10-02 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.atom-ph
Rapidity and momentum distributions of 1D dipolar quantum gases
本研究探讨了偶极相互作用对低温一维镝玻色气体平衡态的影响，发现强关联区分布不受偶极作用影响但随接触作用减弱而显著变化，并指出需新工具处理近可积模型。
2023-06-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Creating quantum many-body scars through topological pumping of a 1D dipolar gas
量子多体伤疤，即相关量子混沌系统的长寿命激发态，是一个具有重要基础和技术意义的研究课题。我们创造了新的疤痕状态，在玻色子一维量子气体的镝稳定的超Tonks Girardeau气体对崩溃和热化与排斥长程偶极相互作用。刚度和能量密度的测量表明，该系统是动态稳定的接触相互作用的强度无关。这使我们能够循环接触相互作用，从弱到强排斥，然后是强吸引，最后是弱吸引。我们表明，这个周期是一个能量空间拓扑泵（由于量子holonomy）。迭代这个循环提供了一种未探索的拓扑抽运方法来创建量子多体伤疤状态的层次结构。
2020-02-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Quantum Monte Carlo study of a two dimensional dipolar Bose gas in a harmonic trap
本文用量子蒙特卡罗方法研究了简谐势阱中具有偶极矩的二维玻色粒子系统的基态性质。偶极子的方向被假定为由外部场固定。我们研究了当系统的偶极矩方向改变时系统的行为。我们的分析是使用路径积分蒙特卡罗模拟在大正则系综，使用蠕虫算法。我们研究系统的大小不断增加，专注于空间分布的陷阱内的原子和超流部分的样品。我们发现，垂直偶极子形成晶体，其特征在于由壳结构，而倾斜的偶极子诱导条纹结构的效果。我们发现类似的行为可以在模拟经典系统中找到。垂直偶极子显示非经典惯性，而强烈的倾斜减少超流性。
2014-04-07 cond-mat.quant-gas
Controllable quantum spin glasses with magnetic impurities embedded in quantum solids
嵌入惰性固体中的磁性杂质可以表现出长的相干时间，并通过其固有的各向异性偶极相互作用相互作用。我们认为，作为这些属性的结果，无序的合奏磁性杂质提供了一个有效的平台，实现可控的，可调版本的偶极量子自旋玻璃中看到的LiHo $_x$ Y $_{1-x}$ F $_4$。具体来说，我们提出并分析了一个系统的镝原子嵌入固体氦。我们描述了系统的相图，并讨论了量子自旋玻璃和反玻璃相的可实现性和可探测性。
2013-07-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Liquid quantum droplets of ultracold magnetic atoms
两个相互竞争的粒子间相互作用的同时存在可以导致多体系统中新现象的出现。其中，这种效应预计在偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中，受到偶极-偶极相互作用和短程排斥。磁性量子气体，特别是镝气体，提供了一个可比较的短程接触和长程偶极相互作用能，显着表现出这种涌现现象。此外，两种相互作用的平均场效应的有效抵消导致量子力学超越平均场效应的显著重要性。对于弱主导偶极相互作用，显著的结果是存在一种新的物质状态，该状态由弱平均场吸引力和超出平均场排斥力之间的平衡来平衡。虽然这里以偶极玻色气体为例，但这种物质状态也应该出现在其他微观相互作用类型中，只要竞争导致总平均场的有效抵消。宏观状态采取所谓的量子液滴的形式。我们提出了这些液滴之间的长程偶极相互作用的影响。
2016-09-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dipolar droplets of strongly interacting molecules
本研究采用量子蒙特卡洛方法模拟强偶极区域的分子玻色-爱因斯坦凝聚体，发现自束缚液滴及其分裂现象，突破了现有平均场理论局限，结果与实验直接相关。
2024-07-15 cond-mat.quant-gas
Incommensurability effects on dipolar bosons in optical lattices
我们提出了一个研究，探讨了量子偶极气体在连续空间中施加一个潜在的晶格。采用精确的量子蒙特卡罗技术，我们分析了基态性能的审查系统，不同的晶格深度和偶极相互作用。对于系统密度对应于一个相称的填充相对于光晶格，我们观察到一个简单的晶体超流量子相变，是一致的偶极玻色子在连续空间中的物理。与此相反，无公度密度表明存在超固相。事实上，这样的结果为观察偶极气体与可调光晶格结合的缺陷诱导超固体提供了诱人的机会。最后，分析了有限温度下凝聚体的稳定性。
2015-10-29 cond-mat.quant-gas
Quantum correlations in dipolar droplets: Time-dependent Hartree-Fock-Bogoliubov theory
研究了量子关联对偶极量子液滴的影响。为此，我们推导出自洽的含时Hartree-Fock-Bogoliubov方程，该方程公平地描述了液滴的序参量、正常和异常量子关联的动力学。我们分析了密度剖面、临界粒子数、凝聚体的耗尽和对关联函数。我们的预测与最近的实验和量子蒙特卡罗模拟结果进行了比较，发现非常好的协议。
2020-07-30 cond-mat.quant-gas
Quantum Monte Carlo study of low-dimensional Fermi fluids of dipolar atoms
Lancaster University（兰卡斯特大学）；The Open University（开放大学）
该研究通过量子蒙特卡洛方法分析了偶极子原子低维费米流体的铁磁稳定性，并为密度泛函理论提供了参数化支持。
2026-01-12 cond-mat.quant-gas physics.comp-ph
Morphology of dipolar Bose droplets
用量子蒙特卡罗模拟研究了由400个偶极玻色粒子组成的自由自约束液滴的基态，其中粒子的偶极矩是一致的，粒子间存在一个纯排斥的两体相互作用.这里的重点是集群的排斥相互作用的有效范围是不同的演变。我们确定了一个“经典”的制度，其中绑定产生完全从偶极势能和集群是一个准一维的灯丝，和一个“量子”制度的扁长液滴，一起举行了显着程度的量子力学交换。这两种制度之间的过渡是突然发生的。
2021-09-29 cond-mat.quant-gas
Universal properties of dipolar Bose polarons in two dimensions
本研究采用从头算扩散蒙特卡罗技术探究二维偶极玻色极化子的准粒子性质，发现极化子能量与准粒子留数的普适标度行为，揭示有效质量各向异性特征，并明确微扰方法的适用范围。
2024-09-18 cond-mat.quant-gas
Quantum de-mixing in binary mixtures of dipolar bosons
量子蒙特卡罗模拟的两个组件的玻色混合物被困的偶极原子相同的质量和偶极矩，提供了在有限的低温下的去混合的数值证据。去混合是量子统计的结果，它导致了类似玻色子之间的有效吸引。两种组分的空间分离在低温下发生，同时开始长时间交换相同的粒子，这是两种组分的玻色-爱因斯坦凝聚的基础。相反，在较高温度下，由于混合熵，系统是可混溶的。交换也被发现，以提高分层的情况下，不同的和可区分的物种的混合物。
2010-08-31 cond-mat.quant-gas
Tuning the dipole-dipole interaction in a quantum gas with a rotating magnetic field
通过快速旋转原子偶极的方向，我们证明了镝玻色-爱因斯坦凝聚体中磁偶极-偶极相互作用（DDI）的调谐。偶极平均场能量的可调谐性表现为飞行时间膨胀后的修改的气体纵横比。我们证明了DDI的幅度和符号都可以使用这种技术进行调整。特别是，我们表明，存在一个神奇的旋转角度，在该角度下，平均场DDI可以被消除，在这个角度下，我们观察到的冷凝物的膨胀动力学是接近预测的非偶极气体。调整DDI强度的能力为创造奇异的孤子和涡旋态以及不寻常的量子晶格相和外尔超流体开辟了新的途径。
2018-03-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum phases of lattice dipolar bosons coupled to a high-finesse cavity
本文通过量子蒙特卡洛模拟研究光学晶格中耦合高精细度腔的偶极玻色子，揭示两种长程相互作用共存可增强棋盘固体并使棋盘超固相在宽密度范围稳定存在。
2023-04-25 cond-mat.quant-gas
Single-particle vs. pair superfluidity in a bilayer system of dipolar bosons
我们考虑了偶极玻色子双层系统的基态，其中偶极被外场定向在垂直于平行平面的方向上。量子蒙特卡罗方法被用来计算基态能量，单体和两体密度矩阵，和超流响应作为层间分离的函数。我们发现，当偶极相互作用强度一定时，通过减小层间距离，系统经历了从单粒子到双超流体的量子相变。单粒子超流体的特征是原子凝聚和超逆流密度都有一个有限值。对超流相被发现是稳定的，对形成的多体团簇状态和功能的基本激发谱的差距。
2014-07-25 cond-mat.quant-gas
Quantum spin models with long-range interactions and tunnelings: A quantum Monte Carlo study
我们用量子蒙特卡罗方法研究了低温下具有长程相互作用的各种二维自旋模型。特别地，我们研究了具有U（1）对称性的偶极XXZ模型，它是描述光晶格中极化偶极原子或分子的扩展哈伯德模型的硬核玻色子极限。在这样的模型中，Tunnel是短程的，而密度-密度耦合则遵循三次幂定律随距离衰减。我们还调查了一个XXZ模型与远程耦合的所有三个自旋组件-这样一个模型描述了一个系统的超冷离子的晶格中的微陷阱。我们描述了这样的系统在零温度和有限温度下的近似相图，并比较它们的性质。特别是，我们比较结晶的程度，超级？液相和超固相。我们的预测直接适用于目前的实验与介观数量的极性分子和被困离子。
2012-12-11 cond-mat.quant-gas
Droplets of trapped quantum dipolar bosons
本文用精确的路径积分基态蒙特卡罗方法分析了三维强相互作用的偶极玻色子系统。通过增加一个排斥的两体势，我们发现一个狭窄的窗口的相互作用参数导致稳定的基态配置的液滴在一个晶体的安排。我们发现，这种效果完全是由于相互作用存在于哈密顿量，而不诉诸额外的稳定机制或特定的三体力。我们分析了形成的液滴的数量的哈密顿参数，将它们与相应的s-波散射长度，并讨论了一个简单的缩放模型的密度分布。我们的结果是在定性协议与最近的实验表明量子Rosensweig不稳定性被困Dy原子。
2016-07-25 cond-mat.quant-gas
Dilute dipolar quantum droplets beyond the extended Gross-Pitaevskii equation
偶极量子液滴是奇异的量子物体，由于吸引力，排斥力和量子关联的微妙平衡而自我约束。在这里，我们提出了一个系统的研究这些自约束液滴的临界原子数，比较实验结果与扩展的平均场Gross-Pitaevskii方程（eGPE）和量子蒙特卡罗模拟的稀释系统。各自的理论预测不同，质疑eGPE框架内量子液滴的当前理论最新描述的有效性，并表明系统中的相关性是显着的。此外，我们表明，我们的系统可以作为一个敏感的多体理论在不久的将来测试场。
2019-11-04 cond-mat.quant-gas
Off-diagonal correlations in a one-dimensional gas of dipolar bosons
我们提出了一个量子Monte Carlo研究的单体密度矩阵（OBDM）和动量分布的一维偶极玻色子，与垂直的方向上的限制的偶极矩极化。我们观察到，偶极相互作用的长程性质对非对角相关性有显着影响：虽然偶极从未结晶，但系统从低相互作用下的准凝聚态到准凝聚态被丢弃的态，有利于准固态。对于偶极相互作用的所有强度，OBDM表现出振荡行为与整体代数衰减共存;动量分布在振荡波矢处表现出尖锐的扭结，$Q = \pm 2πn$（其中$n$是原子密度），超过该扭结，其被强烈抑制。这种\emph{momentum filtering}效应在动量分布中引入了一个特征尺度，通过降低原子密度可以任意压缩。这表明，一维偶极玻色气体，例如通过捕获偶极分子实现的，在飞行时间测量中显示出偶极相互作用的强烈特征。
2010-02-11 cond-mat.quant-gas
Thermalization near integrability in a dipolar quantum Newton's cradle
具有可积动力学的孤立量子多体系统一般在远离平衡态时不会热化。当一个扰动这样的系统远离可积点，热化集，但从可积到热化行为的交叉的性质是一个未解决的和积极讨论的问题。我们探讨这个问题，通过研究的动力学的动量分布函数在偶极量子牛顿摇篮组成的高磁性镝原子。这是通过创造第一个具有强磁偶极-偶极相互作用的一维玻色气体来实现的。这些相互作用提供了可调性的强度的可积性破坏扰动和近可积动力学的性质。我们提供的第一个实验证据表明，热化接近一个强相互作用的可积点发生在两个步骤：prethermalization其次是近指数热化。精确的数值计算的两个梯级晶格模型产生类似的两个时标的过程，这表明这是通用的强相互作用的近可积模型。此外，测得的热化率与无参数的理论估计是一致的，其基础是确定主导热化的碰撞类型。通过提供可积和不可积动力学制度之间的可调性，我们的工作揭示了孤立的量子多体系统热化的机制，以及热化开始的时间结构。
2018-05-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Density-functional theory for the crystalline phases of a two-dimensional dipolar Fermi gas
利用密度泛函理论研究了单组分、自旋极化、二维偶极费米气体从费米液体到非均匀条纹或维格纳晶相的零温相变。半精确的局部密度近似使用经验拟合量子蒙特卡罗数据内的相关性进行治疗。我们发现，包含的非局部贡献的Hartree-Fock能量是至关重要的发病的不稳定性的非均匀密度分布。我们的密度泛函理论支持一维条纹相和三角形维格纳晶体的过渡。然而，我们发现，有一个不稳定的条纹相，其次是过渡到维格纳晶体在较高的耦合。
2015-07-03 cond-mat.quant-gas
Quantum phase transitions to superfluid state of chains in a polarized gas of dipolar molecules
我们分析的性质量子相变的超流态的柔性链的极性玻色子分子的气体中限制在一堆$N$相同的一维（“雪茄”型）光晶格层和偏振垂直的层。在$J$ -电流模型中的蒙特卡罗模拟表明，在不存在管间隧穿的情况下，向$N$ -层状超流体的过渡在单粒子密度矩阵通道中处于Berezinskiii-Kosterlitz-无边界普适类。层间隧穿将其改变为$q=N$ 2d Potts普适性。用共形场论讨论了跃迁的低能场描述。
2012-03-27 cond-mat.quant-gas
Dipolar Bose Superstripes
研究了在$xy$平面内运动的全极化偶极玻色子系统的超流性质。我们专注于一般情况下，极化场形成一个任意角度$α$相对于$z$轴，而系统仍然是稳定的。我们使用扩散蒙特卡罗和路径积分基态方法来评估的单体密度矩阵和超流分数的相图区域中的系统形成条纹。尽管它的振荡行为，一个有限的大距离渐近值的存在下，在$s$波分量的单体密度矩阵表明玻色凝聚的存在。沿条纹方向的超流分数总是接近1，而在$y$方向上减小到一个小的值，但不是零。这两个事实证实了二维偶极玻色气体的条纹相是超流的。
2017-12-11 cond-mat.quant-gas
Creating and melting a supersolid by heating a quantum dipolar system
本文通过路径积分蒙特卡洛方法研究偶极量子系统，证明仅靠加热即可创造超固体，并揭示了其随温度升高而熔化的过程，阐明了热激发与超固体性的关联。
2025-06-03 cond-mat.quant-gas
Excitations and Stripe Phase Formation in a 2D Dipolar Bose Gas with Tilted Polarization
我们提出了计算的基态和激发的各向异性偶极玻色气体在两个维度，实现了一个非垂直偏振相对于系统平面。对于足够高的密度，极化角的增加导致在各向异性相互作用最强的方向上的气相的密度不稳定性。利用动力学多体理论，我们计算了气相中的动力学结构函数，它显示了激发的各向异性色散。我们发现，在强相互作用方向上的声子激发的能量随着偏振角的增加而减小，并且在接近不稳定性时几乎为零。精确的路径积分基态蒙特卡罗模拟表明，这种不稳定性确实是一个量子相变的条纹相，其特点是长程序在强相互作用的方向。
2012-09-07 cond-mat.quant-gas
Liquid and crystal phase of dipolar fermions in two dimensions
本文用量子蒙特卡罗方法研究了零温下具有偶极相互作用的单组分费米气体的液相和晶相。偶极由垂直于运动平面的外场定向，产生纯排斥的1/r^3相互作用。在液相中，我们计算的状态方程的相互作用强度和其他相关的性能表征费米液体的行为：有效质量，在费米表面和对关联函数的不连续性的函数。在高密度区，我们计算了Wigner晶相的状态方程和液固一级相变的临界密度。接近冻结密度，我们也搜索的条纹相的存在，但这样的阶段是从来没有发现是积极有利的。
2012-06-18 cond-mat.quant-gas
Observing the Rosensweig instability of a quantum ferrofluid
铁磁流体由于其组分的磁性性质而显示出不寻常的流体动力学效应。为了增加磁化强度，经典的铁磁流体经历Rosensweig不稳定性，并产生自组织有序的表面结构或液滴晶体。具有强偶极相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体是一种量子铁磁流体，也表现出超流性。偶极量子气体领域的动机是寻找打破连续对称性的新相。连续对称性的同时破缺，如超流态的相不变性和晶体的平移对称性，为物质的新状态提供了基础。然而，在超流体中的相互作用诱导的结晶尚未观察到。在这里，我们使用原位成像直接观察自发过渡从一个非结构化的超流体到有序排列的液滴在原子镝玻色-爱因斯坦凝聚体。通过利用费什巴赫共振来控制粒子间的相互作用，我们诱导了有限波长的不稳定性，并观察到离散的三角形结构的液滴，随着原子数的增加而增长。我们发现，这些国家是令人惊讶的长寿命和测量滞后行为，这是典型的结晶过程和密切类似的Rosensweig不稳定性。我们的系统既能表现出超流性，也能表现出自发的平移对称破缺。所提出的观测没有探测结构状态下的超流性，但是如果液滴通过弱连接建立共同的相，则该系统是超固体基态的非常好的候选者。
2015-10-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Ultracold Dipolar Gases in Optical Lattices
本教程是一个理论工作，我们在其中研究超冷偶极玻色子气体的物理在光晶格。这种气体由玻色子原子或分子组成，它们通过偶极力相互作用，并且被冷却到量子简并温度以下，通常在nK范围内。当这种简并量子气体被加载到由激光的驻波产生的光晶格中时，会发生新的物理现象。这些系统实现扩展的哈伯德型模型，并可以被带到一个强相关的政权。这些气体的物理性质，占主导地位的远程，各向异性偶极-偶极相互作用，使用平均场近似，和精确的量子蒙特卡罗技术（蠕虫算法）进行了讨论。
2011-03-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
