論文の概要: Entangled Collective Spin States of Two Species Ultracold atoms in a Ring

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.08353v1
• Date: Wed, 15 Mar 2023 04:11:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-16 18:25:43.683509
• Title: Entangled Collective Spin States of Two Species Ultracold atoms in a Ring
• Title（参考訳）: 環内の2種の超低温原子の絡み合った集合スピン状態
• Authors: Tom\'a\v{s} Opatrn\'y and Kunal K. Das
• Abstract要約: リング状のトラップで2種類の縮退した超低温原子で実現できる一般量子ハミルトニアンについて検討する。 我々は、Dicke状態に基づく集合スピン図を用いてスペクトルと状態について検討する。 フルハミルトニアン状態の密度は、線形極限と二次極限の間で異なる相転移を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study the general quantum Hamiltonian that can be realized with two species of mutually interacting degenerate ultracold atoms in a ring-shaped trap, with the options of rotation and an azimuthal lattice. We examine the spectrum and the states with a collective spin picture in a Dicke state basis. The system can generate states with a high degree of entanglement gauged by the von Neumann entropy. The Hamiltonian has two components, a linear part that can be controlled and switched on via rotation or the azimuthal lattice, and an interaction-dependent quadratic part. Exact solutions are found for the quadratic part for equal strengths of intra-species and the inter-species interactions, but for generally different particle numbers in the two species. The quadratic Hamiltonian has a degenerate ground state when the two species have unequal number of particles, but non-degenerate when equal. We determine the impact on the entanglement entropy of deviations from equal particle numbers as well as deviations from the assumption of equal interaction strengths. Limiting cases are shown to display features of a beam-splitter and spin-squeezing that can find utility in interferometry. The density of states for the full Hamiltonian shows features as of phase transition in varying between linear and quadratic limits.
• Abstract（参考訳）: リング状のトラップにおいて、互いに相互作用する2種類の縮退極性超低温原子を、回転のオプションと方位格子で実現できる一般量子ハミルトニアンについて検討する。 我々は、Dicke状態に基づく集合スピン図を用いてスペクトルと状態について検討する。 このシステムはフォン・ノイマンエントロピーによって高次絡み合いを持つ状態を生成することができる。 ハミルトニアンは2つの成分を持ち、回転またはアジムタル格子を介して制御およびスイッチオンできる線型部分と相互作用依存二次部分を持つ。 正確な解は種内および種間相互作用の等しい強さの二次部分に対して見出されるが、一般的には2種の粒子数が異なる。 二次ハミルトニアンの基底状態は2つの種が不均等な数の粒子を持つが、等しくは非縮退する。 我々は、等粒子数からの偏差の絡み合いエントロピーおよび等相互作用強度の仮定から偏差の影響を決定する。 制限ケースは、干渉計で有用性を見出すことができるビームスプリッターとスピンスクイーズの特徴を示す。 フルハミルトニアン状態の密度は、線形極限と二次極限の間に異なる位相遷移の様相を示す。

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