論文の概要: Impurities and polarons in bosonic quantum gases: a review on recent progress
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.09413v1
- Date: Sat, 12 Oct 2024 07:44:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-10-30 14:34:09.521646
- Title: Impurities and polarons in bosonic quantum gases: a review on recent progress
- Title（参考訳）: ボゾン量子気体中の不純物とポーラロン--最近の進歩を振り返って
- Authors: F. Grusdt, N. Mostaan, E. Demler, Luis A. Peña Ardila,
- Abstract要約: このレビューでは、ボゾン量子ガスに不純物が浸漬されたときに生じるボースポラロンの場について記述する。
後者は超低温原子のボース=アインシュタイン凝縮(BEC)や半導体中のエキシトン偏光子によって実現される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This review describes the field of Bose polarons, arising when mobile impurities are immersed into a bosonic quantum gas. The latter can be realized by a Bose-Einstein condensate (BEC) of ultracold atoms, or of exciton polaritons in a semiconductor, which has led to a series of experimental observations of Bose polarons near inter-species Feshbach resonances that we survey. Following an introduction to the topic, with references to its historic roots and a presentation of the Bose polaron Hamiltonian, we summarize state-of-the-art experiments. Next we provide a detailed discussion of polaron models, starting from the ubiquitous Fr\"ohlich Hamiltonian that applies at weak couplings. We proceed by a survey of concurrent theoretical methods used for solving strongly interacting Bose polaron problems. The subsequent sections are devoted to the large bodies of work investigating strong coupling Bose polarons, including detailed comparisons with radio-frequency (RF) spectra obtained in ultracold atom experiments; to investigations of universal few-body and Efimov states associated with a Feshbach resonance in atomic mixtures; to studies of quantum dynamics and polarons out of equilibrium; Bose polarons in low-dimensional; induced interactions among polarons and bipolaron formation; and to Bose polarons at non-zero temperatures. We end our review by detailed discussions of closely related experimental setups and systems, including ionic impurities, systems with strong light-matter interactions, and variations and extensions of the Bose polaron concepts e.g. to baths with topological order or strong interactions relevant for correlated electrons. Finally, an outlook is presented, highlighting possible future research directions and open questions in the field as a whole.
- Abstract（参考訳）: このレビューでは、ボゾン量子ガスに不純物が浸漬されたときに生じるボースポラロンの場について記述する。
後者は超低温原子のボース・アインシュタイン凝縮(BEC)や半導体中のエキシトン偏光子によって実現され、フェシュバッハ共鳴の種間近傍でのボース・ポーラロンの一連の実験的な観察に繋がった。
このトピックの紹介に続いて、その歴史的ルーツとボース・ポーラロン・ハミルトンのプレゼンテーションに言及し、最先端の実験を要約する。
次に、弱いカップリングに適用されるユビキタス Fr\"ohlich Hamiltonian から始まるポーラロンモデルについて詳細な議論を行う。
我々は、強く相互作用するボース・ポーラロン問題を解くために用いられる並行理論の手法を調査する。
その後のセクションでは、超低温原子実験で得られた電波周波数(RF)スペクトルとの詳細な比較、原子混合物中のフェシュバッハ共鳴に伴う普遍的な小天体とエフィモフ状態の研究、平衡状態の量子力学とポーラロンの研究、低次元でのボースポーラロンの研究、ポーラロンとバイポーラロン生成の誘導相互作用、非ゼロ温度でのボースポーラロンの研究など、ボースポーラロンの強い結合を調査する大規模な研究に費やされている。
我々は、イオン不純物、強い光-物質相互作用を持つ系、ボース・ポーラロンの概念のバリエーションと拡張、例えば、トポロジカル秩序を持つ浴場、あるいは相関電子に関連する強い相互作用を含む、密接に関連する実験装置とシステムに関する詳細な議論によって、レビューを終了する。
最後に、将来の研究の方向性と、この分野全体でのオープンな質問を強調した展望が提示される。
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