論文の概要: Exploring the Strongly-Interacting Regime of Effective Multi-Body Interactions in a Trapped Ultracold Atom System

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.16254v2
• Date: Sat, 16 Nov 2024 11:57:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-19 14:26:24.910649
• Title: Exploring the Strongly-Interacting Regime of Effective Multi-Body Interactions in a Trapped Ultracold Atom System
• Title（参考訳）: トラップされた超低温原子系における有効多体相互作用の強い相互作用レジームの探索
• Authors: Kantaro Honda, Yosuke Takasu, Yuki Haruna, Yusuke Nishida, Yoshiro Takahashi,
• Abstract要約: 深部光学格子に密閉された超低温ボソンからなる数体システムについて検討した。 強相互作用状態における少数原子系の挙動を実験的に明らかにする。 この研究は、強く相互作用するメソスコピック・ボース・ポーラロン問題と重要な関係を深く理解するための重要な第一歩である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: A two-body interaction or force between quantum particles is ubiquitous in nature, and the microscopic description in terms of the bare two-body interaction is the basis for quantitatively describing interacting few- and many-body systems. Alternatively, the effective description in terms of an effective two-body interaction successfully captures the essence of the systems. However, for several important observations, the explanation in terms of an effective two-body interaction is not satisfactory, and the effective three-body interaction has played an essential role in understanding the systems. In this study, we investigate a few-body system comprising of ultracold bosons tightly confined in a deep optical lattice site, which is effectively described as zero-dimensional bosons. By combining an occupancy-resolving high-resolution laser spectroscopy with an inter-orbital Feshbach resonance controlling the bare two-body interaction over a wide range, we experimentally reveal the behaviors of few-atom systems in a strongly-interacting regime. Our results, for which perturbative calculations do not provide proper explanations, serve as a valuable and precise benchmark for theoretical approaches to strongly interacting few-body systems. As one important illustration, we obtain a clear signature of an effective four-body interaction, evidenced by the binding energies of four and more atoms. This work is an important first step for our deeper understanding of an important relation to a strongly-interacting mesoscopic Bose polaron problem.
• Abstract（参考訳）: 量子粒子間の2体相互作用や力は自然界においてユビキタスであり、素体の2体相互作用の観点からの顕微鏡的記述は、相互作用の少ない多体系と多体系を定量的に記述する基礎となっている。 あるいは、効果的な2体インタラクションの観点からの効果的な記述は、システムの本質をうまく捉えている。 しかし、いくつかの重要な観察では、効果的な2体相互作用の観点からの説明は不十分であり、効果的な3体相互作用はシステムを理解する上で重要な役割を担っている。 本研究では, 深部光学格子に密閉された超低温ボソンからなる多面体システムについて検討し, ゼロ次元ボソンとして効果的に記述する。 高分解能レーザー分光法と軌道間フェーシュバッハ共鳴法を併用し, 原子間相互作用を広い範囲にわたって制御することにより, 強い相互作用状態下での少数原子系の挙動を実験的に明らかにした。 摂動計算では適切な説明が得られず、理論的なアプローチによる強い相互作用を持つ少数体のシステムに対する貴重な精度のベンチマークとして機能する。 1つの重要な図示として、4つ以上の原子の結合エネルギーによって証明された有効4体相互作用の明確なシグネチャを得る。 この研究は、強く相互作用するメソスコピック・ボース・ポーラロン問題と重要な関係を深く理解するための重要な第一歩である。

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