Some remarks on the fragmentation of Bose condensates
R. W. Spekkens, J. E. Sipe
我们展示了如何碎裂的玻色-爱因斯坦凝聚体可以发生排斥粒子间的相互作用和非均匀的外部潜力。
We show how fragmentation of a Bose-Einstein condensate can occur given repulsive inter-particle interactions and a non-uniform external potential.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Spatial fragmentation of a Bose-Einstein condensate in a double-well potential
利用限制性变分原理，对双势阱中粒子间相互作用具有排斥性的玻色-爱因斯坦凝聚体的基态进行了理论研究。在这种方法中，随着势的中心势垒的强度增加，存在从单个凝聚体到碎片凝聚体的过渡。我们确定这种过渡的性质，通过近似的解析以及数值解我们的模型中的政权，粒子间的相互作用可以微扰处理。凝聚体的破碎程度由跨越势垒的一阶和二阶空间相干性的程度表征。
Stability of spherically trapped three-dimensional Bose-Einstein condensates against macroscopic fragmentation
我们考虑了具有接触相互作用的三维球形玻色气体，并研究了零温下的玻色-爱因斯坦凝聚体是否稳定，以防止宏观碎裂成少量互不相干的碎片。我们的结果表示在一个无量纲的相互作用措施成比例的Pastas-Fermi参数。结果表明，虽然三维凝聚体本身是更稳定的宏观破碎比他们的准一维和准二维的同行，他们在一个足够大的值的无量纲相互作用措施，我们确定完全数值和半解析从一个连续极限的大粒子数的碎片。
Extreme fragmentation of a Bose gas
本文提出一种基于L模Bose-Hubbard模型的实用高效方案，利用大能量失谐作为控制参数并结合最优控制方法，在极短制备时间内实现了数百个玻色子的极度碎裂态制备。
Phase Coherence and Fragmentation of Two-Component Bose-Einstein Condensates Loaded in State-Dependent Optical Lattices
相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的二元混合物在碎裂驱动的外部晶格势的存在下形成两个相互依赖的平均场晶格。这些有效的平均场晶格，像普通的光晶格，可以诱导额外的破碎和相位相干性损失的BEC之间的晶格位置。本文研究了一维玻色-爱因斯坦凝聚体的两个超精细态在态相关光晶格作用下的非平衡动力学。我们使用截断维格纳近似（TWA）的数值计算表明，在一个混合的两个组件BEC的相位相干性可以失去不仅由光晶格，但由其他组件逐渐形成的平均场晶格，我们揭示了这样的效果的内部平均场晶格，然而，是有限的，相反，外部光晶格，在相位退相干。
Breaking the resilience of a two-dimensional Bose-Einstein condensate to fragmentation
研究了二维玻色-爱因斯坦凝聚体被径向势垒分裂的情况。我们确定一个准确的多体水平上的系统的基态相图以及分裂过程的时间相关的相图。而基态是凝聚的参数范围很广，时间依赖的分裂过程导致大量的碎片。我们首次证明了尽管BEC的基态是凝聚态的，但它仍然是动态碎裂的。平均场模型的结果进行了分析，并建议，一个大的流形的低洼碎片激发态可以显着影响的动态捕获的二维BEC。
Fragmentation, domain formation and atom number fluctuations of a two-species Bose-Einstein condensate in an optical lattice
本文从理论上研究了紧束缚一维阱中两组分玻色-爱因斯坦凝聚体向光晶格的加载。由于量子涨落的影响，在混溶体系中，原子间和原子内的相对相位相干性以及原子数的涨落都降低了。对于不混溶的情况下的波动增强和原子形成亚稳态交错的空间分离的域的域的长度和它的波动的量子涨落的影响。
Remarks on the Bose description of the Pauli spin operators
利用Pauli自旋算符的类费米子性质和类玻色性质，讨论了Shigefumi Naka首次提出的Pauli自旋算符的玻色描述，并导出了Pauli自旋算符的另一种新的玻色表示.玻色子表示中的$σ_{-}$的本征向量是非线性相干态，其本征值为格拉斯曼数。
The multiconfigurational time-dependent Hartree method for bosons with internal degrees of freedom: Theory and composite fragmentation of multi-component Bose-Einstein condensates
本文针对具有内自由度的$N$全同玻色子，导出了多组态含时Hartree方法（MCTDHB）。具有内部自由度的玻色子理论构成了MCTDHB方法的推广，大大丰富了可以描述的多体物理学。我们证明了含时多体薛定谔方程的数值精确解是可行的。我们报告的MCTDHB运动方程的玻色子与内部自由度和他们的实施一般多体哈密顿与一个机构和两个机构的条款，两者，可能取决于所考虑的粒子的内部状态。为了证明MCTDH-X软件中集成的理论及其软件实现的能力，我们将MCTDHB应用于具有两个内部状态的抛物型束缚玻色子的碎片的出现：我们研究了$N=100$抛物型束缚玻色子的基态作为两个抛物型势的状态相关最小值之间的分裂的函数。为了量化系统的相干性，我们计算其归一化的单体关联函数。我们发现，原子的每个内部状态的相干性保持，而它是失去了不同的内部状态之间。这是一种新型碎裂的标志，这种碎裂在没有内部结构的玻色子中是不存在的。我们把这种新出现的现象称为“复合碎片化”。
Observation of slow relaxation due to Hilbert space fragmentation in strongly interacting Bose-Hubbard chains
本文在无无序、无倾斜势的一维强相互作用 Bose-Hubbard 超冷气体中，通过分辨 singlon 与 doublon 的非平衡动力学，观测到慢弛豫并实验确认其源于 Hilbert 空间碎片化及相关守恒量。
Interference of a Bose-Einstein condensate in a hard-wall trap: Formation of vorticity
本文从理论上研究了具有不可穿透硬壁势的玻色-爱因斯坦凝聚体的相干膨胀。宏观相干物质场的非线性动力学导致了丰富而复杂的时空干涉图案，展示了涡旋和类孤波结构的形成，以及凝聚体分裂成相干耦合的碎片。
Revealing single-trap condensate fragmentation by measuring density-density correlations after time of flight
我们考虑超冷玻色子原子在一个单一的陷阱中，在Escheras-Fermi制度，形成多体状态对应于稳定的宏观破碎的双模凝聚。它表明，在自由膨胀的气体，密度-密度相关性的空间依赖性在后期提供了一个独特的签名的碎片。在单个陷阱中的碎片凝聚多体态的这个标志是由于飞行时间改变了相关信号，使得膨胀云中两个相对于点的相反的%变得不相关，这与非碎片的玻色-爱因斯坦凝聚体不同，在那里它们保持相关。
Uncertainty product of an out-of-equilibrium Bose-Einstein condensate
研究了单势阱中无结构玻色子在长程相互作用下的位置和动量多粒子算符的方差和测不准积。在第一个例子中，一个平衡的相互作用淬火的情况下，它被发现，尽管系统被完全凝聚，已经当一小部分的粒子是耗尽的差异相对于平均场量出现。在第二个例子中，从凝聚到碎裂的基态的路径，我们发现，虽然云的密度加宽，而系统的碎片，位置方差实际上减少，动量方差增加，和不确定性产品不是一个单调的函数，但有一个最大值。简要讨论了其意义。
Satyendra Nath Bose: Quantum statistics to Bose-Einstein condensation
Satyendra Nath Bose是印度最伟大的科学家之一。他的显着工作的黑体辐射或推导普朗克定律导致量子统计，特别是统计的光子。阿尔伯特·爱因斯坦将玻色的想法应用于由原子组成的气体，并预测了一种新的物质状态，现在称为玻色-爱因斯坦凝聚体。人们花了70年的时间才在实验室中观察到预测的冷凝现象。本文首先简要介绍了玻色教授的形成时期，然后从量子统计的奠基工作开始，简要叙述了玻色-爱因斯坦凝聚实验实现的一系列事件。我们还提供了两个简单的例子来可视化的作用，合成的自旋轨道耦合在准一维凝聚吸引原子-原子相互作用。
On the characterisation of fragmented Bose-Einstein condensation and its emergent effective evolution
本文研究碎片化玻色-爱因斯坦凝聚体的有效动力学表征问题，改进基于约化边缘的刻画方法，并在无穷粒子数与无限能隙双重极限下给出向领先阶有效动力学收敛的定量速率。
Periodic instanton method and macroscopic quantum tunneling between two weakly-linked Bose-Einstein condensates
采用一种新的方法研究了双阱势阱中两个弱关联的玻色-爱因斯坦凝聚体之间的隧穿。每个阱中原子之间的非线性相互作用产生有限的化学势，考虑到周期性瞬子，这导致了非常高的隧穿频率。这一结果可以用来解释新发现的宏观量子自陷（MQST）效应。此外，一种新的一阶交叉不同区域之间的预测。
Quantum dark soliton (qubits) in Bose Einstein condensates
利用准一维玻色-爱因斯坦凝聚体中物质波的内禀非线性和相干性，研究了利用暗孤子产生二能级系统（量子比特）的可能性。我们计算了孤子谱和量子比特存在的条件。我们还计算了声子和孤子之间的耦合，并研究了这种情况下量子比特的发射率。值得注意的是，量子比特的寿命估计为几秒钟的数量级，是由暗孤子“死亡”由于量子蒸发。
Functional Theory for Bose-Einstein Condensates
单粒子约化密度矩阵泛函理论可能是描述玻色-爱因斯坦凝聚体的理想方法。它即用简单的单粒子约化密度矩阵代替宏观上复杂的波函数，因此提供了对凝聚度的直接访问，并且仍然以精确的方式恢复量子关联。通过推导具有任意对相互作用的一般均匀玻色-爱因斯坦凝聚体的普适泛函$\mathcal{F}$，我们最终提出并建立了这一新理论.最重要的是，成功的推导需要Bogoliubov理论的粒子数守恒修正和泛函理论的共同相位困境的解决方案。然后，我们说明了这种新的方法在几个玻色系统，如均匀玻色气体和玻色-哈伯德模型。值得注意的是，$\mathcal{F}$的一般形式揭示了普遍的玻色-爱因斯坦凝聚力的存在，这为量子损耗提供了另一种更基本的解释。
Quantum dynamics in splitting a harmonically trapped Bose-Einstein condensate by an optical lattice: Truncated Wigner approximation
本文研究了在连续增加光晶格（或双阱）势时，简谐囚禁原子玻色-爱因斯坦凝聚体的分裂。随着晶格高度的增加，原子的量子涨落增强。由此产生的非平衡动力学的凝聚体的破碎过程中，沿晶格的原子的相位相干性的损失，并减少在个别晶格网站的原子数波动的截断维格纳近似随机研究。我们详细研究了温度和晶格高度对原子动力学的影响，并考察了经典的Gross-Pitaevskii方程在光晶格中的有效性。我们发现，原子数压缩饱和深晶格由于nonadiabaticity在打开的晶格势，这是具有挑战性的，以避免在实验中，当占用数的晶格位置是大的，使得很难产生强的数字压缩（或莫特绝缘体）状态与大的填充因子。我们还研究了截断Wigner近似的一些一般数值性质。
Ground-state properties of trapped Bose-Einstein condensates: Extension of the Thomas-Fermi approximation
我们推导出了一般的近似公式，提供了显着的精度的基态性质的任何平均场标量玻色-爱因斯坦凝聚体与短程排斥原子间的相互作用，限制在任意圆柱对称谐波陷阱。我们的公式甚至适用于含有多重量子化轴对称涡旋的凝聚体。通过数值求解三维Gross-Pitaevskii方程，验证了公式的正确性。
Detecting quantum backflow by the density of a Bose-Einstein Condensate
量子回流是一种经典的禁止效应，对于具有可忽略的负动量分量的态，它是一种负通量。到目前为止，它从未被实验观察到。我们推导出一个一般的关系，连接回流的颗粒密度的临界值，为检测回流的密度测量。为此，我们提出了一个明确的计划与玻色-爱因斯坦凝聚体，在达到目前的实验技术。值得注意的是，通过布拉格脉冲向具有正速度的凝聚物施加正动量反冲可能会导致负方向的电流。
Dynamical Zeeman resonance in spin-orbit-coupled spin-1 Bose gases
我们预测了在自旋轨道耦合的自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体中，由外加线性和二次塞曼场驱动的动力学共振效应。假设玻色-爱因斯坦凝聚体初始化于塞曼子能级的叠加态，并受到俘获势的突然移动。结果表明，当塞曼场调谐到一定强度时，玻色-爱因斯坦凝聚体的时均质心振荡和自旋极化呈现出明显的共振峰.这种共振背后的基本物理可以追溯到不同自旋轨道状态所携带的动力学相位的异相干涉。通过对单粒子能谱的分析，将共振条件归结为一个简单的代数关系，将线性塞曼场和二次塞曼场的强度联系起来。这一性质在量子信息和量子精密测量中具有潜在的应用价值。
Weak and strong coupling polarons in binary Bose-Einstein condensates
本文研究了相分离对二元 Bose-Einstein condensates 中弱耦合和强耦合 Bose polarons 的影响，发现相分离显著改变弱耦合极化子性质，但无法破坏强耦合极化子的高度自陷态。
Unbounded entropy production and violent fragmentation for repulsive-to-attractive interaction quench in long-range interacting systems
本文研究一维长程 Bose 气体在排斥到吸引淬火后的非平衡弛豫，揭示剧烈碎片化、混沌离域和无界熵产生，并以无自旋 fermions 验证其普适性。
Bose-Einstein Condensation in a Plasmonic Lattice
玻色-爱因斯坦凝聚是量子统计和宏观量子相干性的一个显著表现。超导性和超流性起源于玻色-爱因斯坦凝聚。超冷量子气体提供了接近玻色和爱因斯坦最初想法的凝聚，而极化激元和磁振子的凝聚引入了非平衡凝聚的新概念。在这里，我们展示了一个玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的表面等离子体极化激元在晶格模式的金属纳米颗粒阵列。纳米尺度限制的表面等离子体与室温下的染料分子浴的相互作用使得在皮秒内实现热化和冷凝。超快热化和凝聚动力学揭示了一个实验，利用热化下的传播和开放的腔系统的字符。通过对能带结构的剪裁，实现了从BEC到普通激光的跨越。这种表面等离子体激元晶格激发的新凝聚体由于其超快、室温和片上性质而具有未来技术的前景。
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