論文の概要: Semiclassical descriptions of dissipative dynamics of strongly interacting Bose gases in optical lattices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.16170v2
- Date: Thu, 13 Jun 2024 10:56:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-15 02:29:06.760941
- Title: Semiclassical descriptions of dissipative dynamics of strongly interacting Bose gases in optical lattices
- Title（参考訳）: 光格子中の強相互作用ボース気体の散逸ダイナミクスの半古典的記述
- Authors: Kazuma Nagao, Ippei Danshita, Seiji Yunoki,
- Abstract要約: 本研究では, 発散型Bose-Hubbard系の実時間力学を記述する手法を開発した。
我々は、離散的TWAアプローチが動的に連続的な量子ゼノ効果を定性的に捉えることができることを数値的に示す。
- 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 develop semiclassical methods for describing real-time dynamics of dissipative Bose-Hubbard systems in a strongly interacting regime, which can be realized in experiments with ultracold gases. Specifically, we present two kinds of SU(3) truncated Wigner approximation (TWA) for solving an effective Lindblad master equation of the systems. The first one employs the discrete TWA for finite levels or spin systems and is based on a classical equation of motion in which the onsite dissipation term, as well as the onsite interaction term, is linearized in the phase space variables. The other approach utilizes a stochastic Langevin equation, including decoherence effects in terms of nonlinear drift force and stochastic force terms, in which the initial conditions of trajectories are weighted with a quasiprobability distribution for a typical initial quantum state. We apply these methods to the systems with two-body losses and compare their results with the exact numerical solutions for a small system. We show that the former approach can simulate correctly longer-time dynamics than the latter one. We also calculate the time evolution for a large size setup that is comparable to experiments. We numerically demonstrate that the discrete TWA approach is able to qualitatively capture the continuous quantum Zeno effect on dynamics subjected to a gradual change of the ratio between the hopping amplitude and the onsite interaction across the superfluid-Mott insulator crossover, which has been observed experimentally.
- Abstract（参考訳）: 我々は,超低温気体を用いた実験で実現可能な,散逸性Bose-Hubbard系の実時間力学を記述するための半古典的手法を開発した。
具体的には、システムの効果的なリンドブラッドマスター方程式を解くために、2種類のSU(3) truncated Wigner近似(TWA)を提案する。
1つ目は、有限レベルまたはスピン系に対して離散的TWAを使用し、オンサイト散逸項とオンサイト相互作用項が位相空間変数で線型化される古典的な運動方程式に基づいている。
他方のアプローチでは、非線形ドリフト力と確率的力項のデコヒーレンス効果を含む確率的ランゲヴィン方程式を用いて、軌道の初期条件を典型的な初期量子状態に対する準確率分布で重み付けする。
これらの手法を2体損失のあるシステムに適用し、その結果を小型システムの正確な数値解と比較する。
前者のアプローチは後者のアプローチよりも長い時間的ダイナミクスを正確にシミュレートできることが示される。
また、実験に匹敵する大規模なセットアップの時間進化を計算する。
実験により得られた超流動-モット絶縁体クロスオーバーにおけるホッピング振幅とオンサイト相互作用の比の段階的変化にともなう力学に対する連続量子ゼノ効果を,離散的TWA法により定性的に捉えることができることを示す。
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