Disordered spinor Bose-Hubbard model
研究了二维正方晶格中自旋为1的无序玻色-哈伯德模型的零温相图。为了这个目的，我们使用平均场Gutzwiller分析和概率平均场微扰理论。自旋相互作用诱导两个不同的制度，对应于铁磁和反铁磁秩序。在铁磁的情况下，无序的引入再现了无序标量玻色-哈伯德模型的类似特征，包括在莫特绝缘体叶之间形成玻色玻璃相。在反铁磁制度的相图不同于标量的情况下。化学势的无序会导致填充因子为奇数的莫特绝缘体波瓣消失，如果自旋耦合足够强，则会导致填充因子为奇数的莫特绝缘体波瓣之间的玻色玻璃。旋量耦合参数的无序导致玻色玻璃相的出现，仅在n和n+1波瓣之间，n奇数。无序的标量哈伯德相互作用抑制莫特绝缘体区域的占领大于一个临界值。
2011-04-12 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
Amplification of Fluctuations in a Spinor Bose Einstein Condensate
在$^{87}$ Rb F=1旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中由于自旋混合碰撞引起的动力学不稳定性被用作量子自旋涨落的放大器。我们证明了该放大器的光谱是可调的，在定量协议与平均场计算。我们量化的微观自旋波动的最初顺磁性凝聚通过应用这个放大器，并测量由此产生的宏观磁化。这些波动的幅度与超平均场论的预测是一致的。因此，基于旋量凝聚体的自旋放大器被证明是近量子限制的增益高达30分贝。
2008-06-10 quant-ph
Classical probabilities for Majorana and Weyl spinors
我们构建了一个自由外尔或马约拉纳费米子的量子场论和伊辛自旋或离散位的经典统计系综的概率分布之间的映射。更准确地说，基于实格拉斯曼代数的格拉斯曼泛函积分指定了伊辛态$τ$的实波函数$q_τ(t)$的时间演化。广义伊辛模型的时间相关概率分布为$p_τ(t)=q^2_τ(t)$。函数积分采用晶格正则化的单Weyl或马约拉纳旋量。进一步介绍了量子力学的复杂结构特征。明确地讨论了对应于一个或多个传播费米子的伊辛模型的概率分布。在经典统计伊辛模型或费米子的量子场论中，可以等价地计算观测量的期望值。
2011-02-17 hep-lat hep-th quant-ph
Phase characterization of spinor Bose-Einstein condensates: a Majorana stellar representation approach
本文提出基于马约拉纳恒星表示和群论的方法，简化自旋系统的变分微扰，用于表征自旋-1和自旋-2玻色-爱因斯坦凝聚体的相位及其随熵和温度的变化。
2023-06-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum spins mixing in spinor Bose-Einstein condensates
我们研究了一个被囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体的基态的内部结构，其中原子具有三个内部超精细自旋。我们确定了一组使凝聚原子间相互作用能最小的集体自旋态。我们还研究了初始自旋极化凝聚的内部动力学。预测了自旋混合的时间尺度。
1998-07-17 cond-mat.soft 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
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
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
Periodic spin textures in a degenerate F=1 $^{87}$Rb spinor Bose gas
我们报告的自旋纹理所产生的冷却非磁化$^{87}$ Rb F=1旋量气体的量子简并制度。在低温下，磁化纹理的形式，打破平移对称性，并显示短程周期性磁秩序的特点是一维或二维空间调制的波长远小于准二维简并气体的程度。自旋纹理冷却自旋混合物与非零的初始磁四极矩也显示铁磁秩序，在低温下，共存的空间调制结构。
2010-03-03 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.atom-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
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
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
Quantum entanglement in spinor Bose-Einstein condensates
我们提出了一个在自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体中产生和探测各种量子纠缠的方案。结果表明，在自旋为1的凝聚体中，通过适当的初始态，可以通过自由动力学演化直接产生大量的多粒子纠缠。该方案还提供了一种在二次量子化图像中产生三模纠缠和检测自旋为1的凝聚体中两个有效模之间纠缠的连续变量类型的简单方法。
2001-07-10 cond-mat.soft 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
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
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
Collective modes of trapped spinor Bose condensates
本文研究了在光晶格中加载简谐势阱中F = 1旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的准一维Bogoliubov-de Genes集体激发的丰富结构。采用微扰的方法，我们报告的一般解析表达式的限制集体极性和铁磁戈德斯通模式。在这两种情况下，激发的本征频率作为一维有效耦合常数、陷阱频率和光晶格参数的函数给出。结果表明，光晶格激光强度的主要贡献是使受限声子频率移动。此外，对于高强度，激发光谱变得独立的自相互作用参数。我们揭示了Goldstone模的演化以及从铁磁到极性相的凝聚密度的一些特征。
2016-08-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spontaneous symmetry breaking in spinor Bose-Einstein condensates
本文提出了一个理论分析旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中自旋动力学和自发对称性破缺的解析模型。这使得一个很好的直观的理解的过程，并提供了良好的定量协议与实验结果物理评论快报。105，135302（2010）中所述。结果表明，在不稳定的塞曼态mF=0（|0>）可以通过近似状态的有效捕获势来理解。|+-1>，具有圆柱形盒电势。这些原子对的产生效率的共振可以追溯到这种限制的激发模式。这些激发模式的理解允许对称性破缺机制的详细表征，显示如何双重自发破缺的空间和自旋对称性可以发生。此外，还详细介绍了旋量量子气体的制备和分析的实验方法。
2013-09-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dissipation-induced instabilities of a spinor Bose-Einstein condensate inside an optical cavity
本文研究了旋量玻色-爱因斯坦凝聚体在偏振角可控的激光横向驱动下的动力学行为。我们专注于一个双组分Dicke模型与复杂的光物质耦合，在光子损失的存在下。我们计算的稳态相图，并发现动力学不稳定性的极限环的形式，预示着异常点和水平吸引力的存在。我们表明，不稳定性引起的耗散过程中产生的两个集体自旋之间的非互易耦合。我们的预测可以很容易地在国家的最先进的实验进行测试，并打开了非互惠多体动力学的研究平衡。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Monopole core instability and Alice rings in spinor Bose-Einstein condensates
我们展示了如何的长度尺度层次结构，导致不同的相互作用强度的光学捕获自旋1钠-23玻色-爱因斯坦凝聚体，可以导致有趣的核心变形奇异的拓扑缺陷。特别是，一个点缺陷可能是不稳定的，相对于一个稳定的半量子涡环（爱丽丝环）的形成，提供了一个现实的计划，使用耗散作为一个复杂的状态工程工具。我们计算了临界点的稳定性，这是超出了目前的实验制度。
2003-07-25 cond-mat.soft hep-th quant-ph
Imprinting a topological interface using Zeeman shifts in an atomic spinor Bose-Einstein condensate
我们建议使用空间控制的塞曼能量转移的超冷原子气体工程师之间的接口拓扑不同的区域。这为研究拓扑缺陷和纹理的界面物理提供了一种实验方法。以自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体为例，我们发现了旋量波函数，它代表了空间变化的塞曼位移引起的极性和铁磁区域之间的界面上连续连接的缺陷和纹理。通过数值能量最小化，我们表征的缺陷核心结构，并确定能量稳定性。所提出的技术可能在实验室中用于模拟复杂的界面物理现象，例如，在宇宙学和凝聚态的背景下，在均匀和晶格系统。
2014-05-23 cond-mat.quant-gas hep-th quant-ph
Coherent magnon optics in a ferromagnetic spinor Bose-Einstein condensate
我们测量了$^{87}$ Rb的铁磁$F=1$旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中磁振子的质量、能隙和磁矩。我们发现了一个异常重的磁振子质量的$1.038(2)_\mathrm{stat}(8)_\mathrm{sys}$倍的原子质量，通过干涉的立场和运行相干磁振子波内的密集和被困的凝聚气体。这种测量与理论估计有很大的偏差。$h\times 2.5(1)_\mathrm{stat}(2)_\mathrm{sys}\;\mathrm{Hz}$的磁振子能隙和$-1.04(2)_\mathrm{stat}(8)\,μ_\textrm{bare}$的有效磁矩乘以原子磁矩与平均场预测一致。非零能隙来自磁偶极-偶极相互作用。
2014-04-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
