論文の概要: Nonequilibrium Nonlinear Effects and Dynamical Boson Condensation in a Driven-Dissipative Wannier-Stark Lattice
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.18647v2
- Date: Mon, 12 Aug 2024 12:12:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-13 23:17:20.137470
- Title: Nonequilibrium Nonlinear Effects and Dynamical Boson Condensation in a Driven-Dissipative Wannier-Stark Lattice
- Title（参考訳）: 駆動散逸ワニエスターク格子における非平衡非線形効果と動的ボソン凝縮
- Authors: Arkadiusz Kosior, Karol Gietka, Farokh Mivehvar, Helmut Ritsch,
- Abstract要約: 駆動散逸型光マターシステムは、損失と利得プロセスによる集合的非平衡現象を示すことができる。
傾斜・トンネル・オンサイト相互作用・損失・利得過程の相互作用から生じる定常状態および非定常状態の多様さを数値的に予測する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Driven-dissipative light-matter systems can exhibit collective nonequilibrium phenomena due to loss and gain processes on the one hand and effective photon-photon interactions on the other hand. As generic example we study a bosonic lattice system implemented via an array of driven-dissipative coupled nonlinear resonators with linearly increasing resonance frequencies across the lattice. The model also describes a driven-dissipative Bose-Hubbard model in a tilted potential without a particle-conservation constraint. We numerically predict a diverse range of stationary and non-stationary states resulting from the interplay of the tilt, tunneling, on-site interactions and loss and gain processes. Our key finding is that, under weak on-site interactions, the bosons mostly condense into a selected, single-particle Wannier-Stark state without exhibiting the expected Bloch oscillations. As the strength of the onsite interactions increase, a non-stationary regime emerges which, surprisingly, exhibits periodic Bloch-type oscillations. As a direct consequence of the driven-dissipative nature of the system we predict a highly nontrivial phase diagram including regular oscillating as well as chaotic dynamical regimes. While a straightforward photonic implementation using microwave or optical modes is possible, such dynamics might also be observable for an ultracold gas in a vertical lattice with gravity or a tilted external potential.
- Abstract（参考訳）: 駆動散逸型光-マター系は、一方は損失と利得過程による集合的非平衡現象を示し、他方は効果的な光子-光子相互作用を示す。
一般例として、格子間の共振周波数を線形に増加させた、駆動散逸結合非線形共振器の配列によって実装されたボソニック格子系について検討する。
モデルはまた、粒子保存制約を伴わない傾きポテンシャルにおいて、駆動散逸型Bose-Hubbardモデルを記述する。
傾斜・トンネル・オンサイト相互作用・損失・利得過程の相互作用から生じる定常状態および非定常状態の多様さを数値的に予測する。
我々の重要な発見は、弱いオンサイト相互作用の下では、ボゾンは期待されるブロッホ振動を示さずに、主に選択された単一粒子のワニエ・スターク状態に凝縮するということである。
オンサイト相互作用の強度が増加するにつれて、非定常状態が出現し、驚くほど周期的なブロッホ型振動が現れる。
系の駆動散逸の性質の直接的な結果として、正則振動を含む非常に非自明な位相図とカオス的力学状態を予測する。
マイクロ波や光学モードを用いた簡単なフォトニック実装は可能であるが、そのような力学は重力や傾斜した外部電位を持つ垂直格子の超低温気体でも観測可能である。
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