論文の概要: Fermi accelerating an Anderson-localized Fermi gas to superdiffusion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.08224v2
• Date: Wed, 10 Jan 2024 15:36:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-11 16:52:59.082633
• Title: Fermi accelerating an Anderson-localized Fermi gas to superdiffusion
• Title（参考訳）: アンダーソン局在フェルミガスを超拡散に加速するフェルミ
• Authors: Sian Barbosa, Maximilian Kiefer-Emmanouilidis, Felix Lang, Jennifer Koch, Artur Widera
• Abstract要約: 障害は量子系の輸送特性に劇的な影響を及ぼすことがある。 障害電位内を膨張する超低温非接触フェルミガスのダイナミクスを実験的に検討した。
• 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: Disorder can have dramatic impact on the transport properties of quantum systems. On the one hand, Anderson localization, arising from destructive quantum interference of multiple-scattering paths, can halt transport entirely. On the other hand, processes involving time-dependent random forces such as Fermi acceleration, proposed as a mechanism for high-energy cosmic particles, can expedite particle transport significantly. The competition of these two effects in time-dependent inhomogeneous or disordered potentials can give rise to interesting dynamics but experimental observations are scarce. Here, we experimentally study the dynamics of an ultracold, non-interacting Fermi gas expanding inside a disorder potential with finite spatial and temporal correlations. Depending on the disorder's strength and rate of change, we observe several distinct regimes of tunable anomalous diffusion, ranging from weak localization and subdiffusion to superdiffusion. Especially for strong disorder, where the expansion shows effects of localization, an intermediate regime is present in which quantum interference appears to counteract acceleration. Our system connects the phenomena of Anderson localization with second-order Fermi acceleration and paves the way to experimentally investigating Fermi acceleration when entering the regime of quantum transport.
• Abstract（参考訳）: 障害は量子系の輸送特性に劇的な影響を及ぼすことがある。 一方、複数の散乱経路の破壊的量子干渉から生じるアンダーソン局在は、輸送を完全に停止することができる。 一方で、高エネルギー宇宙粒子の機構として提案されたフェルミ加速度などの時間依存ランダム力を伴う過程は、粒子の輸送を著しく促進することができる。 時間に依存しない不均質あるいは不規則なポテンシャルにおけるこれら2つの効果の競合は興味深いダイナミクスをもたらすが、実験的な観察は乏しい。 ここでは, 空間的および時間的相関が有限な障害電位内に広がる超低温非接触フェルミガスの力学を実験的に検討する。 障害の強さや変化率によっては,微弱な局在化や亜拡散から超拡散まで,変化可能な異常拡散のいくつかの異なる状態が観察される。 特に、拡大が局所化の効果を示す強い障害では、量子干渉が加速を阻害しているように見える中間のレジームが存在する。 このシステムは、アンダーソン局在化現象と二階フェルミ加速を結びつけ、量子輸送の体制に入る際のフェルミ加速を実験的に研究する方法を舗装する。

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