論文の概要: Spectroscopy of collective modes in a Bose-Einstein condensate: from single to double zones of excitations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.03939v1
• Date: Wed, 06 Nov 2024 14:17:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-07 19:22:31.963217
• Title: Spectroscopy of collective modes in a Bose-Einstein condensate: from single to double zones of excitations
• Title（参考訳）: ボース・アインシュタイン凝縮体における集合モードの分光:励起の単一領域から二重領域へ
• Authors: Leandro A. Machado, Lucas Madeira, Mônica A. Caracanhas, Vanderlei S. Bagnato,
• Abstract要約: 集合モードはボース=アインシュタイン凝縮体(BEC)におけるコヒーレント励起である それらは、トラップ幾何学、原子間相互作用、欠陥の存在など、BECの特性を探索するために用いられる。 本稿では,2つの振動場を時間的に分離したRabiライクなプロトコルよりも優れた分解能を実現する方法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Collective modes are coherent excitations in Bose-Einstein condensates (BECs), and their study provides insight into the macroscopic quantum phenomena that govern these systems. Collective mode frequencies can be used to probe the properties of BECs, such as the trap geometry, the interatomic interactions, and the presence of defects; hence, it is essential to develop methods for high-resolution determination of collective mode frequencies. A standard technique consists of a single pulse of an external oscillatory field, which we denote Rabi-like due to the analogy with the field of nuclear magnetic resonances. In this work, we propose a method to achieve a better resolution than the Rabi-like protocol, which consists of two oscillating fields separated in time, which we call Ramsey-like. We focus on BECs in harmonic traps, considering mainly the quadrupole and breathing modes for different trap anisotropy values and comparing the results using single and double excitation zones. First, we employ a variational approach with a Thomas-Fermi ansatz, which gives rise to dynamical equations that are numerically solved. Then, we modeled the problem as a three-level system, offering a concise and alternative description of the same dynamics, enabling the idea of coherent control of these collective modes. Both approaches show that the Ramsey-like protocol provides a better resolution than the Rabi-like. This offers the possibility of measuring collective mode frequencies with higher precision, which is important in experiments where they are used as indirect measurements of properties that are difficult to probe.
• Abstract（参考訳）: 集合モードはボース=アインシュタイン凝縮系(BECs)におけるコヒーレントな励起であり、それらの研究はこれらの系を支配するマクロ量子現象に関する洞察を与える。 集合モード周波数は、トラップ幾何学、原子間相互作用、欠陥の存在といったBECの特性を探索するために用いられるため、集合モード周波数の高精度決定法を開発することが不可欠である。 標準技術は外部振動場の単一パルスで構成されており、核磁気共鳴の磁場の類似性からラビ様を示す。 本研究では,2つの振動場を時間的に分離したRabi-likeプロトコルよりも優れた分解能を実現する手法を提案する。 本研究は,4重極と呼吸モードの異なるトラップ異方性値を考慮したハーモニックトラップにおけるBECに着目し,単一励起領域と二重励起領域の比較を行った。 まず、トーマス・フェルミ・アンザッツを用いた変分法を用い、数値的に解かれる力学方程式を導出する。 そこで我々は,この問題を3段階のシステムとしてモデル化し,同じ力学の簡潔で代替的な記述を提供することで,これらの集合モードのコヒーレント制御のアイデアを実現した。 どちらのアプローチも、RabiライクなプロトコルはRabiライクなプロトコルよりも優れた解像度を提供することを示している。 これにより、高い精度で集合モード周波数を測定することが可能となり、これは調査が難しい特性の間接的な測定として用いられる実験において重要である。

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