論文の概要: Polaron Interactions and Bipolarons in One-Dimensional Bose Gases in the
Strong Coupling Regime
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.11997v3
- Date: Wed, 1 Sep 2021 11:18:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-13 11:38:24.582971
- Title: Polaron Interactions and Bipolarons in One-Dimensional Bose Gases in the
Strong Coupling Regime
- Title（参考訳）: 強結合領域における1次元ボースガス中のポラロン相互作用とバイポーラロン
- Authors: Martin Will, Gregory E. Astrakharchik, Michael Fleischhauer
- Abstract要約: 非摂動理論を定式化した一次元ボース気体中の重ポーラロンの詳細な研究について述べる。
本研究では,弱いボソン-ボソン相互作用と強い不純物-ボソン結合の解析手法を開発した。
- 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: Bose polarons, quasi-particles composed of mobile impurities surrounded by
cold Bose gas, can experience strong interactions mediated by the many-body
environment and form bipolaron bound states. Here we present a detailed study
of heavy polarons in a one-dimensional Bose gas by formulating a
non-perturbative theory and complementing it with exact numerical simulations.
We develop an analytic approach for weak boson-boson interactions and
arbitrarily strong impurity-boson couplings. Our approach is based on a
mean-field theory that accounts for deformations of the superfluid by the
impurities and in this way minimizes quantum fluctuations. The mean-field
equations are solved exactly in Born-Oppenheimer (BO) approximation leading to
an analytic expression for the interaction potential of heavy polarons which is
found to be in excellent agreement with quantum Monte-Carlo (QMC) results. In
the strong-coupling limit the potential substantially deviates from the
exponential form valid for weak coupling and has a linear shape at short
distances. Taking into account the leading-order Born-Huang corrections we
calculate bipolaron binding energies for impurity-boson mass ratios as low as 3
and find excellent agreement with QMC results.
- Abstract（参考訳）: コールドボースガスに囲まれた移動不純物からなる準粒子であるボースポーラロンは、多体環境を介し強い相互作用を経験し、バイポーラロン結合状態を形成する。
本稿では,非摂動論的理論を定式化し,厳密な数値シミュレーションにより補うことにより,一次元ボース気体中の重いポーラロンの詳細な研究を行う。
弱ボソン-ボソン相互作用と任意に強い不純物-ボソンカップリングに対する解析的アプローチを開発した。
我々のアプローチは、不純物による超流動の変形を考慮に入れ、量子ゆらぎを最小化する平均場理論に基づいている。
平均場方程式はボルン・オッペンハイマー (BO) 近似で正確に解かれ、量子モンテカルロ (QMC) の結果とよく一致することが判明した重ポーラロンの相互作用ポテンシャルの解析式が導かれる。
強結合限界では、ポテンシャルは弱いカップリングに有効な指数形式からかなり逸脱し、短距離での線形形状を持つ。
先行ボルン=フアン補正を考慮し、不純物-ボソン質量比のバイポーラロン結合エネルギーを3以下で計算し、qmcの結果と良好な一致を求める。
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