論文の概要: Bloch Oscillations Along a Synthetic Dimension of Atomic Trap States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.10648v1
- Date: Mon, 20 Dec 2021 16:17:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-04 00:56:40.238451
- Title: Bloch Oscillations Along a Synthetic Dimension of Atomic Trap States
- Title（参考訳）: 原子トラップ状態の合成次元に沿ったブロッホ振動
- Authors: Christopher Oliver, Aaron Smith, Thomas Easton, Grazia Salerno, Vera
Guarrera, Nathan Goldman, Giovanni Barontini, Hannah M. Price
- Abstract要約: 我々は、原子調和トラップ状態の非常に長く制御可能な合成次元を初めて実験的に実現した。
雲の空間力学におけるこの挙動の鍵となる特性を実験的に観察する。
この実験は、高励起のトラップ状態の操作と制御に直感的なアプローチを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9088208602104102
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Synthetic dimensions provide a powerful approach for simulating condensed
matter physics in cold atoms and photonics, whereby a set of discrete degrees
of freedom are coupled together and re-interpreted as lattice sites along an
artificial spatial dimension. However, atomic experimental realisations have
been limited so far by the number of artificial lattice sites that can be
feasibly coupled along the synthetic dimension. Here, we experimentally realise
for the first time a very long and controllable synthetic dimension of atomic
harmonic trap states. To create this, we couple trap states by dynamically
modulating the trapping potential of the atomic cloud with patterned light. By
controlling the detuning between the frequency of the driving potential and the
trapping frequency, we implement a controllable force in the synthetic
dimension. This induces Bloch oscillations in which atoms move periodically up
and down tens of atomic trap states. We experimentally observe the key
characteristics of this behaviour in the real space dynamics of the cloud, and
verify our observations with numerical simulations and semiclassical theory.
This experiment provides an intuitive approach for the manipulation and control
of highly-excited trap states, and sets the stage for the future exploration of
topological physics in higher dimensions.
- Abstract（参考訳）: 合成次元は、寒冷原子やフォトニクスにおける凝縮物質物理学をシミュレートする強力なアプローチを提供し、離散自由度の集合を結合し、人工空間次元に沿って格子点として再解釈する。
しかし、これまで原子実験は合成次元に沿って結合可能な人工格子サイトの数によって制限されてきた。
ここでは、原子調和トラップ状態の非常に長く制御可能な合成次元を初めて実験的に実現した。
これを作成するために、原子雲のトラップポテンシャルをパターン化された光で動的に変調することでトラップ状態を結合する。
駆動電位の周波数とトラップ周波数のデチューニングを制御することにより、合成次元における制御可能な力を実装する。
これにより、数十の原子トラップ状態が周期的に上下に動くブロッホ振動が引き起こされる。
雲の実空間力学におけるこの挙動の鍵となる特性を実験的に観察し,数値シミュレーションと半古典理論で検証した。
この実験は、高度に励起されたトラップ状態の操作と制御のための直感的なアプローチを提供し、より高次元でのトポロジカル物理学の将来の探索のステージを設定する。
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