論文の概要: Crystallization of Bosonic Quantum Hall States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.11300v1
- Date: Mon, 21 Jun 2021 17:56:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-25 23:06:31.752827
- Title: Crystallization of Bosonic Quantum Hall States
- Title（参考訳）: ボソニック量子ホール状態の結晶化
- Authors: Biswaroop Mukherjee, Airlia Shaffer, Parth B. Patel, Zhenjie Yan,
Cedric C. Wilson, Valentin Cr\'epel, Richard J. Fletcher, Martin Zwierlein
- Abstract要約: ランダウゲージボース=アインシュタイン凝縮体の最低ランダウレベル(LLL)付近における純粋相互作用駆動ダイナミクスについて検討する。
磁気回転子の凝縮によって引き起こされる自然結晶化を観察し、磁気長で密度変調として見える励起を観察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The dominance of interactions over kinetic energy lies at the heart of
strongly correlated quantum matter, from fractional quantum Hall liquids, to
atoms in optical lattices and twisted bilayer graphene. Crystalline phases
often compete with correlated quantum liquids, and transitions between them
occur when the energy cost of forming a density wave approaches zero. A prime
example occurs for electrons in high magnetic fields, where the instability of
quantum Hall liquids towards a Wigner crystal is heralded by a roton-like
softening of density modulations at the magnetic length. Remarkably,
interacting bosons in a gauge field are also expected to form analogous liquid
and crystalline states. However, combining interactions with strong synthetic
magnetic fields has been a challenge for experiments on bosonic quantum gases.
Here, we study the purely interaction-driven dynamics of a Landau gauge
Bose-Einstein condensate in and near the lowest Landau level (LLL). We observe
a spontaneous crystallization driven by condensation of magneto-rotons,
excitations visible as density modulations at the magnetic length. Increasing
the cloud density smoothly connects this behaviour to a quantum version of the
Kelvin-Helmholtz hydrodynamic instability, driven by the sheared internal flow
profile of the rapidly rotating condensate. At long times the condensate
self-organizes into a persistent array of droplets, separated by vortex
streets, which are stabilized by a balance of interactions and effective
magnetic forces.
- Abstract（参考訳）: 運動エネルギーに対する相互作用の優位性は、分数量子ホール液体から光学格子中の原子やねじれた二層グラフェンまで、強い相関の量子物質の中心にある。
結晶相はしばしば相関量子液体と競合し、密度波を形成するエネルギーコストがゼロに近づくとそれらの間の遷移が起こる。
強磁場中の電子の主な例は、量子ホールの液体がウィグナー結晶に対して不安定であることは、磁長での密度変調のロトン的な軟化によって決定される。
注目すべきは、ゲージ場における相互作用するボソンも、類似の液体および結晶状態を形成することである。
しかし、強い合成磁場と相互作用を組み合わせることは、ボゾン量子ガスの実験において課題となっている。
本稿では,Landauゲージボース=アインシュタイン凝縮体のLandauレベル(LLL)付近における純粋相互作用駆動力学について検討する。
磁気ロンの凝縮によって誘起される自発的結晶化を観察し,磁束長の密度変調として励起される。
雲密度の増大は、この挙動をケルビン・ヘルムホルツ流体力学不安定性の量子バージョンと円滑に結び付け、急速に回転する凝縮物のせん断内流プロファイルによって駆動される。
長い間、凝縮体は、相互作用のバランスと効果的な磁気力によって安定化される渦通りによって分離された永続的な液滴の配列に自己組織化する。
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