論文の概要: Fractional quantum Hall physics and higher-order momentum correlations
in a few spinful fermionic contact-interacting ultracold atoms in rotating
traps
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.09602v2
- Date: Thu, 15 Oct 2020 17:35:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-13 15:57:06.900419
- Title: Fractional quantum Hall physics and higher-order momentum correlations
in a few spinful fermionic contact-interacting ultracold atoms in rotating
traps
- Title（参考訳）: 回転トラップにおける数個のスピンフルフェルミオン接触相互作用型超低温原子の分数量子ホール物理と高次運動量相関
- Authors: Constantine Yannouleas, Uzi Landman
- Abstract要約: 本論文は, 粒子検出による飛行時間実験において, スピン未解決, スピン未解決, スピン再解, 運動量相関のベンチマーク結果を提供する。
微小な摂動スパイリングポテンシャルの適用は、その後の通過を避けるために、秩序ある多角形リング構造を示す対称性の破れ状態の形成を誘導する。
計算されたLLL波動関数の解析により、元々はボゾン型波動関数をスピンレスフェルミオンにマッピングするために呼び出されたジラルドー一次元フェルミオン化スキームの2次元一般化が可能となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The fractional quantum Hall effect (FQHE) is theoretically investigated, with
numerical and algebraic approaches, in assemblies of a few spinful ultracold
neutral fermionic atoms, interacting via repulsive contact potentials and
confined in a single rapidly rotating two-dimensional harmonic trap. Going
beyond the commonly used second-order correlations in the real configuration
space, the methodology in this paper will assist the analysis of experimental
observations by providing benchmark results for $N$-body spin-unresolved, as
well as spin-resolved, momentum correlations measurable in time-of-flight
experiments with individual particle detection. Our analysis shows that the
few-body lowest-Landau-level (LLL) states with good magic angular momenta
exhibit inherent ordered quantum structures in the $N$-body correlations,
similar to those associated with rotating Wigner molecules (WMs), familiar from
the field of semiconductor quantum dots under high magnetic fields. The
application of a small perturbing stirring potential induces, at the ensuing
avoided crossings, formation of symmetry broken states exhibiting ordered
polygonal-ring structures, explicitly manifest in the single-particle density
profile of the trapped particles. Away from the crossings, an LLL state
obtained from exact diagonalization of the microscopic Hamiltonian, found to be
well-described by a (1,1,1) Halperin two-component variational wavefunction,
represents also a spinful rotating WM. Analysis of the calculated LLL
wavefunction enables a two-dimensional generalization of the Girardeau
one-dimensional 'fermionization' scheme, originally invoked for mapping of
bosonic-type wave functions to those of spinless fermions.
- Abstract（参考訳）: 分数量子ホール効果(FQHE)は、数個のスピンフル超低温中性フェルミオン原子の集合体で理論的に研究され、反発的な接触電位を介して相互作用し、高速に回転する2次元ハーモニックトラップに閉じ込められる。
本論文の方法論は,実構成空間でよく使われる2次相関を超越して,n$-body スピン分解のベンチマーク結果とスピン分解された運動量相関を,個別粒子検出による飛行時間測定で測定し,実験結果の分析を支援する。
解析の結果,良好な角モーメントを持つ極小ランダウ準位 (lll) 状態は,高磁場下での半導体量子ドットの場から精通した回転ウィグナー分子 (wms) と類似した,n$-ボディ相関において固有秩序量子構造を示すことがわかった。
小さい摂動スターリングポテンシャルの応用は、それに伴う交差を避けるために、捕獲粒子の単粒子密度プロファイルに顕著に現れる秩序的な多角形リング構造を示す対称性の破れ状態の形成を誘導する。
交差点から離れると、(1,1,1)ハルペリンの2成分変動波動関数によってよく説明される微小ハミルトニアンの正確な対角化から得られるlll状態もスピンフル回転wmを表す。
計算されたLLL波動関数の解析により、元々はボゾン型波動関数をスピンレスフェルミオンにマッピングするために呼び出されたジラルドー一次元フェルミオン化スキームの2次元一般化が可能となる。
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