論文の概要: Charged impurities in a Bose-Einstein condensate: Many-body bound states
and induced interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.03476v2
- Date: Tue, 14 Jun 2022 13:06:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-10 06:35:59.294507
- Title: Charged impurities in a Bose-Einstein condensate: Many-body bound states
and induced interactions
- Title（参考訳）: ボース・アインシュタイン凝縮物中の荷電不純物:多体結合状態と誘導相互作用
- Authors: G. E. Astrakharchik, L. A. Pe\~na Ardila, K. Jachymski and A. Negretti
- Abstract要約: ボゾン原子浴に浸漬した1と2のイオン不純物の0温度における静的性質について検討した。
原子イオンポテンシャルの強さと、その2体境界状態の数に依存する3つの双極子状態を特定する。
- 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: We investigate the static properties of one and two ionic impurities immersed
in a bosonic atomic bath at zero temperature using ab initio many-body quantum
Monte Carlo methods. We identify three bipolaronic regimes depending on the
strength of the atom-ion potential and the number of its two-body bound states:
a perturbative regime resembling the situation of a pair of neutral impurities,
a non-perturbative regime that loses the quasi-particle character of the
former, and a many-body bound state regime. The first two occur in the absence
of a bound state that characterizes the two-body atom-ion scattering. The
scattering length is varied from small to large values compared to the spatial
range of the atom-ion potential. Instead, the latter regime requires the
presence of a two-body atom-ion bound state. We study the bipolaron in the
three regimes as a function of their spatial separation by inspecting the
energy, atom-ion correlation functions and the bath-induced interactions among
the two ionic polarons. We show that for strong interactions, large density
modulations of the gas induced by the impurities highly affect the form of the
induced interaction between them. Our findings show that numerical simulations
are indispensable for describing highly correlated impurity models for which
the pseudopotential approximation cannot be made. Our study also confirms that
atom-ion systems exhibit properties that have no counterparts in neutral atomic
mixtures, thus opening exciting perspectives to study mediated interactions
with novel features. Finally, our results provide additional insight into
quantum information processing protocols based on compound systems with
long-range impurity-bath interactions.
- Abstract（参考訳）: ab initio多体量子モンテカルロ法によるボソニック原子浴に浸漬した1と2のイオン不純物の0温度における静的性質について検討した。
我々は、原子イオンポテンシャルの強さと2体境界状態の数に依存する3つの双極子状態、すなわち、中性不純物の対の状況に類似した摂動的状態、前者の準粒子特性を失う非摂動的状態、および多体境界状態の3つを同定する。
最初の2つは、2体原子イオン散乱を特徴づける境界状態がない場合に起こる。
散乱長は、原子イオンポテンシャルの空間範囲に比べて小さい値から大きな値に変化する。
代わりに、後者の体制は2体原子-イオン結合状態の存在を必要とする。
本研究では, 2つのイオンポーラロン間のエネルギー, 原子-イオン相関関数, 浴誘起相互作用を観察し, 空間分離の機能としてバイポーラロンについて検討した。
強い相互作用では, 不純物により誘導される気体の高密度変調が, それらの相互作用の形式に大きく影響を与えることを示す。
その結果,疑似ポテンシャル近似ができない高相関不純物モデルを記述するためには数値シミュレーションが不可欠であることがわかった。
また, 原子イオン系が中性原子混合物に類似しない性質を示すことも確認し, 新たな特徴との相互作用を研究するためのエキサイティングな視点を開いた。
最後に, 長距離不純物-バス相互作用を持つ複合システムに基づく量子情報処理プロトコルについて, さらなる知見を提供する。
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