論文の概要: Suppression of Bogoliubov momentum pairing and emergence of non-Gaussian correlations in ultracold interacting Bose gases
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.15340v2
- Date: Thu, 20 Jun 2024 20:06:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-24 19:58:24.495258
- Title: Suppression of Bogoliubov momentum pairing and emergence of non-Gaussian correlations in ultracold interacting Bose gases
- Title（参考訳）: ボース気体中におけるボゴリューボフ運動量対の抑制と非ガウス相関の出現
- Authors: Jan-Philipp Bureik, Gaétan Hercé, Maxime Allemand, Antoine Tenart, Tommaso Roscilde, David Clément,
- Abstract要約: 強い相関を持つ量子物質は、線形ゆらぎや自由準粒子の観点からは理解できない性質を持つ。
これらの系の量子ゆらぎは確かに大きく、非ガウス統計を総合的に示している。
運動量空間における単一原子分解相関を通じて、弱い状態から強く相互作用する状態へのボース気体の相互作用を実験的に研究した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Strongly correlated quantum matter -- such as interacting electron systems or interacting quantum fluids -- possesses properties that cannot be understood in terms of linear fluctuations and free quasi-particles. Quantum fluctuations in these systems are indeed large and generically exhibit non-Gaussian statistics -- a property captured only by inspecting high-order correlations, whose quantitative reconstruction poses a formidable challenge to both experiments and theory alike. A prime example of correlated quantum matter is the strongly interacting Bose fluid, realized by superfluid Helium and, more recently, ultra-cold atoms. Here, we experimentally study interacting Bose gases from the weakly to the strongly interacting regime through single-atom-resolved correlations in momentum space. We observe that the Bogoliubov pairing among modes of opposite momenta, emblematic of the weakly interacting regime, is suppressed as interactions become stronger. This departure from the predictions of Bogoliubov theory signals the onset of the strongly correlated regime, as confirmed by numerical simulations that highlight the role of non-linear quantum fluctuations in our system. Additionally, our measurements unveil a non-zero four-operator cumulant at even stronger interactions, which is a direct signature of non-Gaussian correlations. These results shed light on the emergence and physical origin of non-Gaussian correlations in ensembles of interacting bosons.
- Abstract（参考訳）: 相互作用する電子系や相互作用する量子流体のような強い相関の量子物質は、線形なゆらぎや自由準粒子では理解できない性質を持つ。
これらの系の量子ゆらぎは確かに大きく、非ガウス統計(英語版)を総称的に示している。これは高次相関を検査することによってのみ得られる性質であり、その量的再構成は実験と理論の両方に深刻な課題をもたらす。
相関量子物質の主要な例は、超流動ヘリウムとより最近では超低温原子によって実現された強い相互作用を持つボース流体である。
ここでは、運動量空間における単原子分解相関を通じて、弱い状態から強く相互作用する状態へのボース気体の相互作用を実験的に研究する。
我々は、相互作用が強くなるにつれて、相互作用の弱い状態の象徴である反対モーメントのモード間のボゴリューボフ対が抑制されることを観察する。
ボゴリボフ理論の予測から外れたこのことは、我々の系における非線形量子ゆらぎの役割を強調する数値シミュレーションによって確認されたように、強い相関関係の開始を示唆する。
さらに, 非ガウス相関の直接的シグネチャである, より強い相互作用を持つ非ゼロの4-演算累積物質も明らかにした。
これらの結果は、相互作用するボソンのアンサンブルにおける非ガウス相関の出現と物理的起源に光を当てた。
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