論文の概要: Topological atom optics and beyond with knotted quantum wavefunctions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.09619v1
• Date: Fri, 15 Dec 2023 09:02:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-18 16:39:49.171578
• Title: Topological atom optics and beyond with knotted quantum wavefunctions
• Title（参考訳）: 結び目量子波動関数を用いたトポロジカル原子光学
• Authors: Maitreyi Jayaseelan, Joseph D. Murphree, Justin T. Schultz, Janne Ruostekoski, and Nicholas P. Bigelow
• Abstract要約: 原子光学はコヒーレント物質波による光学現象を示し、光と物質の間に基礎的なつながりを与える。 我々は、非自明な位相を示すスピノル・ボース=アインシュタイン凝縮体における結び目付き量子波動関数を作成する。 本稿では,多成分原子系の対称性と基礎となるトポロジとの顕著な関係を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.310688583550805
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Atom optics demonstrates optical phenomena with coherent matter waves, providing a foundational connection between light and matter. Significant advances in optics have followed the realisation of structured light fields hosting complex singularities and topologically non-trivial characteristics. However, analogous studies are still in their infancy in the field of atom optics. Here, we investigate and experimentally create knotted quantum wavefunctions in spinor Bose--Einstein condensates which display non-trivial topologies. In our work we construct coordinated orbital and spin rotations of the atomic wavefunction, engineering a variety of discrete symmetries in the combined spin and orbital degrees of freedom. The structured wavefunctions that we create map to the surface of a torus to form torus knots, M\"obius strips, and a twice-linked Solomon's knot. In this paper we demonstrate striking connections between the symmetries and underlying topologies of multicomponent atomic systems and of vector optical fields--a realization of topological atom-optics.
• Abstract（参考訳）: 原子光学はコヒーレント物質波による光学現象を示し、光と物質の間に基礎的なつながりを与える。 光の顕著な進歩は、複素特異点と位相的に非自明な特徴を包含する構造化光場の実現に続く。 しかし、類似の研究は原子光学の分野ではまだ初期段階にある。 ここでは、非自明な位相を示すスピノルボース-アインシュタイン凝縮体における結び目付き量子波動関数を実験的に研究・作成する。 我々の研究では、原子波動関数の座標軌道とスピン回転を構築し、スピンと軌道の自由度の組み合わせで様々な離散対称性を工学する。 トーラスの表面にマップを作り、トーラスの結び目、m\"obius strips、そして2重リンクされたソロモンの結び目を形成する構造的な波動関数。 本稿では、多成分原子系の対称性と基礎となるトポロジとベクトル光学場との間の顕著な関係を実証する。

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