論文の概要: Controlling directed atomic motion and second-order tunneling of a
spin-orbit-coupled atom in optical lattices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.01399v2
- Date: Tue, 2 Feb 2021 07:15:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-25 11:56:59.734758
- Title: Controlling directed atomic motion and second-order tunneling of a
spin-orbit-coupled atom in optical lattices
- Title（参考訳）: 光格子におけるスピン軌道結合原子の指向性原子運動と二階トンネル制御
- Authors: Xiaobing Luo, Zhao-Yun Zeng, Yu Guo, Baiyuan Yang, Jinpeng Xiao, Lei
Li, Chao Kong, and Ai-Xi Chen
- Abstract要約: スピン軌道結合(SO)は、多光子共鳴と遠方共振パラメータ状態の両方においてトンネル力学にいくつかの新しい結果をもたらすことを示す。
これらの結果はスピンベースの量子情報処理や新しいスピントロニクスデバイスの設計といった潜在的な応用に関係しているかもしれない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.118975693510722
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We theoretically explore the tunneling dynamics for the tight-binding (TB)
model of a single spin-orbit-coupled atom trapped in an optical lattice
subjected to lattice shaking and to time-periodic Zeeman field. By means of
analytical and numerical methods, we demonstrate that the spin-orbit (SO)
coupling adds some new results to the tunneling dynamics in both multiphoton
resonance and far-off-resonance parameter regimes. When the driving frequency
is resonant with the static Zeeman field (multi-photon resonances), we obtain
an unexpected new dynamical localization (DL) phenomenon where the single
SO-coupled atom is restricted to making perfect two-site Rabi oscillation
accompanied by spin flipping.By using the unconventional DL phenomenon, we are
able to generate a ratchetlike effect which enables directed atomic motion
towards different directions and accompanies periodic spin-flipping under the
action of SO coupling. For the far-off-resonance case, we show that by
suppressing the usual inter-site tunneling alone, it is possible to realize a
type of spin-conserving second-order tunneling between next-nearest-neighboring
sites, which is not accessible in the conventional lattice system without SO
coupling. We also show that simultaneous controls of the usual inter-site
tunneling and the SO-coupling-related second-order-tunneling are necessary for
quasienergies flatness (collapse) and completely frozen dynamics to exist.
These results may be relevant to potential applications such as spin-based
quantum information processing and design of novel spintronics devices.
- Abstract（参考訳）: 格子揺らぎと時間周期ゼーマン場を受ける光学格子に閉じ込められた単一スピン軌道結合原子の密結合(TB)モデルに対するトンネル力学を理論的に探求する。
解析的および数値的手法により、スピン軌道結合(SO)が多光子共鳴および遠方共振パラメータ系におけるトンネル力学にいくつかの新しい結果をもたらすことを示した。
When the driving frequency is resonant with the static Zeeman field (multi-photon resonances), we obtain an unexpected new dynamical localization (DL) phenomenon where the single SO-coupled atom is restricted to making perfect two-site Rabi oscillation accompanied by spin flipping.By using the unconventional DL phenomenon, we are able to generate a ratchetlike effect which enables directed atomic motion towards different directions and accompanies periodic spin-flipping under the action of SO coupling.
遠方共振の場合,通常のサイト間トンネルのみを抑えることで,SO結合のない従来の格子系ではアクセスできない次熱処理部位間でのスピン保存2次トンネルの実現が可能であることを示す。
また, クエージーの平坦性(崩壊)と完全に凍結するダイナミクスの存在には, 通常の現場間トンネルとSO結合関連2次トンネルの同時制御が必要であることを示す。
これらの結果はスピンベースの量子情報処理や新しいスピントロニクスデバイスの設計といった潜在的な応用に関係している可能性がある。
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