論文の概要: Observation of spin squeezing with contact interactions in one- and three-dimensional easy-plane magnets
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.17398v1
- Date: Wed, 25 Sep 2024 22:16:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-29 00:01:07.926813
- Title: Observation of spin squeezing with contact interactions in one- and three-dimensional easy-plane magnets
- Title（参考訳）: 1次元および3次元自由平面磁石における接触相互作用によるスピンスクイージングの観察
- Authors: Yoo Kyung Lee, Maxwell Block, Hanzhen Lin, Vitaly Fedoseev, Philip J. D. Crowley, Norman Y. Yao, Wolfgang Ketterle,
- Abstract要約: 多粒子系の絡み合いは、古典的な相関だけで達成できる以上の感度測定を可能にする。
ここでは、厳密な短距離接触相互作用によるスピンスクイーズを実演する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7852714805965528
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Entanglement in a many-particle system can enable measurement sensitivities beyond that achievable by only classical correlations. For an ensemble of spins, all-to-all interactions are known to reshape the quantum projection noise, leading to a form of entanglement known as spin squeezing. Here, we demonstrate spin squeezing with strictly short-range contact interactions. In particular, working with ultracold lithium atoms in optical lattices, we utilize superexchange interactions to realize a nearest-neighbor anisotropic Heisenberg model. We investigate the resulting quench dynamics from an initial product state in both one and three dimensions. In 1D, we observe $1.9^{+0.7}_{-0.5}$ dB of spin squeezing in quantitative agreement with theory. However, in 3D, we observe a maximum of $2.0^{+0.7}_{-0.7}$ dB of squeezing, over an order of magnitude smaller than that expected. We demonstrate that this discrepancy arises from the presence of a finite density of holes; both the motion of the holes as well as direct coupling between spin and density qualitatively alter the spin dynamics. Our observations point to the importance of understanding the complex interplay between motional and spin degrees of freedom in quantum simulators.
- Abstract（参考訳）: 多粒子系の絡み合いは、古典的な相関だけで達成できる以上の感度測定を可能にする。
スピンのアンサンブルでは、全対すべての相互作用が量子射影ノイズを再形成することが知られており、スピンスクイーズと呼ばれる絡み合いの形になる。
ここでは、厳密な短距離接触相互作用によるスピンスクイーズを実演する。
特に、光学格子中の超低温リチウム原子を用いて、超交換相互作用を利用して、最近傍の異方性ハイゼンベルクモデルを実現する。
初期積状態から得られたクエンチダイナミクスを, 1次元と3次元の両方で検討する。
1Dでは、1.9^{+0.7}_{-0.5}$dBのスピンスクイーズを理論と定量的に一致して観測する。
しかし、3Dでは、最大で2.0^{+0.7}_{-0.7}$dBのスクイーズを、予想よりも桁違いに小さく観測する。
ホールの運動とスピンと密度の直接結合は、スピンダイナミクスを質的に変化させる。
我々の観察は、量子シミュレータにおける運動自由度とスピン自由度の間の複雑な相互作用を理解することの重要性を示唆している。
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