Multi-resonant spinor dynamics in a Bose-Einstein condensate
我们分析了在mF =0 Zeeman次能级上制备的Rb-87 F=2凝聚体的旋量动力学.我们发现，这种动力学，其特征在于在mF =+/-1的相关原子对的创建，提出了一个有趣的多共振磁场依赖性诱导的陷阱不均匀性。这种依赖性与初始mF = 0凝聚体中最不稳定的Bogoliubov自旋激发直接相关，表明一般而言，即使是对旋量凝聚体中的对产生效率的定性理解也需要仔细考虑禁闭。
2009-11-07 cond-mat.other quant-ph
Spinor Bose-Einstein gases
在旋量玻色-爱因斯坦气体中，气体的非零超精细自旋成为一个可接近的自由度。在低温下，这样的气体表现出磁序和超流序，并经历密度和自旋动力学。这些课堂讲稿概括介绍了旋量玻色-爱因斯坦气体的性质。本说明分为五节。首先，我们总结了多组分量子流体的基本性质，重点是旋量玻色-爱因斯坦气体的具体情况和旋转对称性在定义其性质中的作用。其次，我们考虑了旋量玻色-爱因斯坦气体的磁态，强调了热力学和玻色-爱因斯坦统计的影响，以及原子之间的自旋相关相互作用。在第三部分中，我们讨论了测量磁有序量子气体性质的方法，并提出了新开发的自旋相关成像方案。然后，我们讨论了自旋混合的动力学，其中气体的自旋组成的演变，通过自旋相关的相互作用在气体。我们首先从微观角度讨论自旋混合，然后讨论集体和超越平均场动力学。第五部分回顾了量子简并旋量玻色气体的磁激发的最新研究。最后，我们对未来的研究方向的一些观点。
2015-11-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamical Casimir effect for magnons in a spinor Bose-Einstein condensate
自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中的磁振子受驱动磁场的激发与动力学Casimir效应有密切的相似性。依赖于时间的外部磁场放大了凝聚态磁基态的量子涨落，导致系统的磁化。磁化发生在垂直于磁场的方向上，从而破坏旋转对称性。这种现象的数值证明和激发的量子场被压缩。
2008-05-15 cond-mat.other quant-ph
Entanglement generation between two spinor Bose-Einstein condensates with cavity QED
分析了两个旋量玻色-爱因斯坦凝聚体之间产生纠缠的方案。BEC与公共光子模式非共振耦合，并由外部激光器控制以诱导$ S^z S^z $相互作用，其中$ S^z $是BEC的总自旋。我们直接数值模拟方案的小系统，并显示该计划的性能。分析了在存在自发发射和腔光子损耗的条件下，纠缠度对大尺度系统的标度性。结果表明，这两种纠缠都可以在超连续变量区产生，其中纠缠的数量级为系统间的最大纠缠。
2014-10-14 quant-ph
Spin mixing in colliding spinor condensates: formation of an effective barrier
用平均场方法研究了双势阱中F=1旋量凝聚的动力学。结果表明，一个小的种子的$m=0$原子上的系统与初始良好分离的m=1和m=-1的凝聚体有一个显着的效果，他们的混合动力学，作为一个有效的障碍，一个非常长的时间。我们证明了这种效应是由于系统的旋量性质，并提供了一个可观察到的例子之间的相互作用的内部自旋动力学和宏观演化的磁化旋量玻色-爱因斯坦凝聚体。
2008-11-19 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Nonlinear Floquet dynamics of spinor condensates in an optical cavity: Cavity-amplified parametric resonance
研究了腔-旋量玻色-爱因斯坦凝聚体耦合系统的Floquet动力学。参数共振的预测，我们表明，由于腔反馈引起的非线性的自旋振荡可以被放大到所有的共振阶数，从而便于其检测。讨论了通过腔输出实时观测Floquet动力学的方法。
2019-09-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin squeezing and entanglement in spinor-1 condensates
我们利用SU（3）对称性的Gell-Mann实现分析了旋量为1（f=1）的玻色-爱因斯坦凝聚体的量子关联性质。我们表明，先前讨论的凝聚体碎裂和自旋混合的现象可以解释的超荷对称性。自旋1凝聚体的基态被发现在铁磁相互作用下是碎裂的。本文将双玻色模压缩的概念推广到SU（3）形式下的双自旋（U-V）压缩。发现了同位旋子空间（T）中的自旋压缩，并进行了数值研究。我们还提供了新的结果的定态旋量-1凝聚。
2002-03-04 cond-mat hep-th math-ph
Dirac monopoles and dipoles in ferromagnetic spinor Bose-Einstein condensates
研究了自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体中的径向自旋刺猬，类似于狄拉克粒子。通过将一个反涡旋对连接在一起，我们可以形成一条具有自由端的涡旋线。我们数值模拟的三维动力学和想象的时间松弛这些结构的非奇异纹理，并显示它们可以观察到现实的实验参数。
2003-07-30 cond-mat quant-ph
Quantum phase diffusions of a spinor condensate
讨论了旋量为1的原子玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子相及其扩散。对于铁磁相互作用，我们得到了对应于系统的总原子数（$N$），磁化强度（${\cal M}$）和排列（或超荷）（$Y$）的相位涨落的精确基态分布。平均场基态被证明是稳定的，对这些波动，动态恢复与$N$和${\cal M}$在目前的实验中的保守的两个连续的对称性。
2003-01-12 cond-mat quant-ph
Symmetry breaking and entropy production during the evolution of spinor Bose-Einstein condensate driven by coherent atom beam
自旋态简并的旋量凝聚体为研究量子力学和统计物理的边缘问题提供了一个独特的平台。研究了凝聚态在相干原子束散射下的演化。计算了随时间变化的磁化强度、纠缠熵、热熵和熵产生率。在演化过程中发现了一种新的自发对称性破缺现象，表明入射原子束的自旋相干态可以控制凝聚态的自旋分布，从而为研究凝聚态的自旋分布提供了一种新的途径
2019-09-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Floquet Spinor Bose Gases
我们引入了一个Floquet旋量玻色-爱因斯坦凝聚体，它是由周期驱动的二次塞曼耦合诱导的，其频率比任何其他能量尺度都大。通过研究超冷原子气体中自旋为1的系统，我们证明了这样一个外部驱动场通过出现独特的自旋交换相互作用对凝聚体有很大的影响。我们发现，铁磁凝聚体具有几个非常规的定态，从而表现出丰富的连续相变。另一方面，反铁磁凝聚体被发现拥有一个非平凡的亚稳区，支持不寻常的元激发和滞后现象。
2019-01-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spontaneously modulated spin textures in a dipolar spinor Bose-Einstein condensate
发现$^{87}$ Rb F=1旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中的螺旋自旋织构自发地向自旋畴的空间调制结构衰减。这种演变归因于磁偶极相互作用，积极有利于长波长自旋螺旋的短波长域。这是通过消除偶极相互作用的射频脉冲序列，并观察到抑制的短程域的形成证实。本研究证实了磁偶极相互作用在简并$^{87}$ Rb F=1旋量气体中的重要性。
2007-12-27 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Ground state energy of the $f=1$ spinor Bose-Einstein condensates
在标准Bogoliubov近似下，我们计算了具有超精细自旋$f=1$的旋量BEC的基态能量，其中包括两体排斥硬核和自旋交换作用.用二阶微扰法计算了这两种相互作用的耦合常数，并将其表示为相应的s波散射长度。我们证明了在基态能量修正中产生的紫外发散可以被精确地消除。
1998-09-10 cond-mat quant-ph
Quantum back-action in spinor condensate magnetometry
本文对旋量玻色-爱因斯坦凝聚体在非共振光场作用下的拉莫尔频率测量的量子反作用进行了理论研究。两个主要的结果，第一个是“量子跳跃”运营商的描述，反映了突然变化的自旋状态的原子时，一个单光子计数在光电二极管。第二个是推导出一个条件随机主方程，该方程将凝析油密度矩阵的演化与测量记录联系起来。我们评论这种形式主义的计量学和多体研究的应用。
2012-11-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Josephson-like oscillations in toroidal spinor Bose-Einstein condensates: a prospective symmetry probe
约瑟夫森结是许多现有量子技术中使用的超导电路的基本成分。此外，超冷原子量子气体也成为研究超流性的重要平台。在这里，我们探讨了超导性和超流性之间的类比，提出了一个有趣的效果所造成的薄有限势垒在准一维环形旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。在这个系统中，流过势垒边缘的原子电流密度会发生振荡，就像超导体中流过约瑟夫森结的电流一样，但在我们的例子中，没有电流通过势垒。我们还展示了非平凡的对称性破缺状态的旋量BEC如何改变这种约瑟夫森电流的结构，创造了探测旋量对称性的可能性，仅使用这种超流电流的测量。
2022-04-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Manipulation of the quantum state by Majorana transition in spinor Bose-Einstein condensates
通过改变磁场方向的旋转频率，实现了旋量BEC系统中Majorana跃迁对量子态的操纵。这种操纵方法在原理上对跃迁速度没有限制，系统封闭性好，为操纵量子态提供了一种新的优越工具。将此方法应用于脉冲原子激光器，获得了多组分旋量原子激光。实验结果与理论预测相符。
2007-04-11 cond-mat.other quant-ph
Excited-state quantum phase transitions in spinor Bose-Einstein condensates
激发态量子相变（ESQPT）将量子相变的概念扩展到基态之外。它们的特点是关闭光谱中的能隙。然而，识别ESQPT的序参量是一个重大挑战。我们引入旋量玻色-爱因斯坦凝聚体作为研究ESQPT的通用平台。基于平均场动力学，我们定义了一个区分激发态相位的拓扑序参量，并讨论了如何在当前实验中干涉地获取该序参量。我们的工作为原子多体系统中激发态量子相位的实验表征开辟了道路。
2020-11-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Heralded Generation of Macroscopic Superposition States in a Spinor Bose-Einstein Condensate
我们提出在三模旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态中产生大量原子的宏观叠加态。基态受到有限的能隙的保护，不受相位噪声的影响，并且对一个模式中的粒子数的测量预示着同时空的和填充的另外两个模式的相干制备。考虑到基态的准绝热制备，高纠缠宏观叠加态的产生具有很大的概率。实现我们的建议所需的所有关键因素都是实验可用的。
2017-12-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ultrafast coherent control of spinor Bose-Einstein condensates using stimulated Raman adiabatic passage
我们提出了利用受激拉曼绝热通道（STIRAP）来提供一种快速高保真的方法来实现旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的SU（2）旋转。过去的演示BEC光学控制遭受的困难所产生的集体增强的自发发射和低效率的双光子跃迁起源于选择规则。我们在这里提出了一个新的计划，允许任意相干旋转的两个组件的BEC，同时克服这些问题。数值试验表明，对于\ce{^{87}Rb}的BEC，$ 10^4 $原子和$ \SI{1}{\micro\second} $的门时间，由于自发发射的退相干可以被抑制到可以忽略不计的值。
2016-09-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
The dynamics of quantum phases in a spinor condensate
讨论了旋量为1的原子玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子相及其扩散动力学。对于铁磁相互作用，我们得到了与系统的总原子数（$N$），总磁化强度（${\cal M}$）和排列（或超荷）（$Y$）相关联的精确基态分布。当$N$和${\cal M}$保持不变时，平均场基态相对于每个自旋分量中原子数的涨落是稳定的，并且与每个自旋分量的序参量相关的相位扩散，同时动态地恢复两个被破坏的连续对称性[U（1）和SO（2）].我们讨论了由于外部（均匀）磁场的量子动力学的影响。我们还评论的情况下，旋量-1凝聚与反铁磁相互作用。
2003-02-22 cond-mat quant-ph
Spinor Bose gases: Explorations of symmetries, magnetism and quantum dynamics
旋量玻色气体形成了一个量子流体家族，表现出磁序和超流性。本文综述了在理解这些流体的静态和动态性质方面的实验和理论进展。研究了系统性质与原子态的旋转对称性及其相互作用之间的关系。在回顾了用于表征旋量气体的实验技术之后，讨论了它们的平均场和多体基态，包括孤立态和在破缺外场作用下的情况。这些状态是理解低能动力学、自旋结构和拓扑缺陷、磁偶极相互作用效应以及各种非平衡集体自旋混合现象的起点。本文的目的是形成连接，并建立在旋量玻色气体的大量工作之间的连贯性，从而指出开放的问题和未来的研究机会。
2012-12-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
