論文の概要: Revealing quantum effects in bosonic Josephson junctions: a multi-configuration atomic coherent states approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.05349v3
• Date: Thu, 31 Aug 2023 11:20:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-01 11:38:42.878246
• Title: Revealing quantum effects in bosonic Josephson junctions: a multi-configuration atomic coherent states approach
• Title（参考訳）: ボソニックジョセフソン接合における量子効果の解明:マルチコンフィグレーション原子コヒーレント状態アプローチ
• Authors: Yulong Qiao and Frank Grossmann
• Abstract要約: 平均場近似を超える量子効果は容易に発見できることを示す。 完全な量子結果との良好な一致に必要な変分軌道の数は、半古典的な場合よりも桁違いに小さい。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.450405446885067
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The mean-field approach to two-site Bose-Hubbard systems is well established and leads to nonlinear classical equations of motion for the population imbalance and the phase difference. It can, e.g., be based on the representation of the solution of the time-dependent Schrodinger equation either by a single Glauber state or by a single atomic (SU(2)) coherent state [S. Wimberger et al., Phys. Rev. A 103, 023326 (2021)]. We demonstrate that quantum effects beyond the mean-field approximation are easily uncovered if, instead, a multi-configuration ansatz with a few time-dependent SU(2) basis functions is used in the variational principle. For the case of plasma oscillations, the use of just two basis states, whose time-dependent parameters are determined variationally, already gives good qualitative agreement of the phase space dynamics with numerically exact quantum solutions. In order to correctly account for more non-trivial effects, like macroscopic quantum self trapping, moderately more basis states are needed. If one is interested in the onset of spontaneous symmetry breaking, however, a multiplicity of two gives a big improvement towards the exact result already. In any case, the number of variational trajectories needed for good agreement with full quantum results is orders of magnitude smaller than in the semiclassical case, which is based on multiple mean-field trajectories.
• Abstract（参考訳）: 2サイトBose-Hubbard系に対する平均場アプローチは十分に確立されており、人口不均衡と位相差に対する非線形古典的な運動方程式をもたらす。 例えば、1つのグラウバー状態または1つの原子(su(2))コヒーレント状態(s. wimberger et al., phys. rev. a 103, 023326 (2021)]による時間依存シュロディンガー方程式の解の表現に基づくことができる。 平均場近似を超えた量子効果が容易に発見できることを示し、代わりに、時間依存の SU(2) 基底関数を持つ多重構成アンザッツが変分原理で用いられる。 プラズマ振動の場合、時間依存パラメータが変動的に決定される2つの基底状態を用いると、位相空間力学と数値的に正確な量子解との良好な定性的な一致が得られる。 マクロな量子自己トラップのような非自明な効果を正しく説明するためには、適度に多くの基底状態が必要である。 しかし、自発的対称性の破れの開始に関心があるなら、2の多重性は既に正確な結果に対して大きな改善をもたらす。 いずれにせよ、完全な量子結果との良好な一致に必要な変分軌道の数は、複数の平均場軌道に基づく半古典的な場合よりも桁違いに小さい。

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