論文の概要: Synthetic gauge field in two interacting ultracold atomic gases without an optical lattice

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.00742v2
• Date: Mon, 10 Oct 2022 10:56:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-06 23:37:31.096476
• Title: Synthetic gauge field in two interacting ultracold atomic gases without an optical lattice
• Title（参考訳）: 光学格子を持たない2つの相互作用する超低温原子ガスの合成ゲージ場
• Authors: J. Mumford
• Abstract要約: 2次元フォック状態格子(FSL)は、2つの相互作用する2モード量子気体の多体状態から構築される。 我々は、ハーパーホフスタッター・ハミルトニアンに類似した短パルス極限において有効なハミルトニアンを導出する。 この研究は、合成ゲージ場を探索する新しい方法を導入し、非自明な凝縮物質系と量子気体のリンクを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A 2D Fock-state lattice (FSL is constructed from the many-body states of two interacting two-mode quantum gases. By periodically driving the interspecies interactions and pulsing the tunneling between the two modes of each gas, a synthetic gauge field is generated. We derive an effective Hamiltonian in the short pulse limit which resembles the Harper-Hofstadter Hamiltonian where the magnetic flux per plaquette is controlled by the ratio of the interaction energy and the driving frequency. The quasispectrum of the Floquet operator of the driving sequence shows the celebrated Hofstadter's butterfly pattern as well as the existence of edge states. From the calculation of the local Chern marker, we establish that the FSL has non-trivial topology and by simulating the dynamics of the edge states, show that they exhibit chirality. Finally, the inclusion of the intraspecies interactions creates an overall harmonic trap in the lattice and introduces the nonlinear effect of macroscopic quantum self-trapping which is shown to hinder the movement along the edge of the lattice. This work introduces a new avenue to explore synthetic gauge fields and provides a link between non-trivial condensed matter systems and quantum gases.
• Abstract（参考訳）: 2次元フォック状態格子(FSL)は、2つの相互作用する2モード量子気体の多体状態から構成される。 種間相互作用を周期的に駆動し、各ガスの2つのモード間のトンネルを脈動することにより、合成ゲージ場を生成する。 我々は、相互作用エネルギーと駆動周波数の比でプラケットあたりの磁束が制御されるハーパーホフスタッターハミルトニアンに類似した短パルス限界における有効ハミルトニアンを導出する。 駆動シーケンスのフロケ作用素の準スペクトルは、祝福されたホフスタッターの蝶のパターンとエッジ状態の存在を示している。 局所チャーンマーカーの計算から、fsl は非自明なトポロジーを持ち、エッジ状態のダイナミクスをシミュレートすることでキラリティーを示すことが証明される。 最後に、種内相互作用の包含は格子の全体的な調和トラップを生成し、格子の端に沿った運動を妨げることが示されるマクロ的な量子自己トッピングの非線形効果を導入する。 この研究は、合成ゲージ場を探索する新しい方法を導入し、非自明な凝縮物質系と量子気体のリンクを提供する。

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