論文の概要: Few-fermion resonant tunneling and underbarrier trapping in asymmetric potentials

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.03495v1
• Date: Wed, 04 Dec 2024 17:36:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-05 15:06:54.224968
• Title: Few-fermion resonant tunneling and underbarrier trapping in asymmetric potentials
• Title（参考訳）: 非対称ポテンシャルにおけるほとんどフェルミオン共鳴トンネルとアンダーバリアトラップ
• Authors: Elvira Bilokon, Valeriia Bilokon, Dusty R. Lindberg, Andrii Sotnikov, Lev Kaplan, Denys I. Bondar,
• Abstract要約: 非対称な外部ポテンシャル下での格子中の少数フェルミオン系のトンネル力学について検討する。 この結果は, ダイオードやメムリスタなどの配向輸送特性を有するナノスケールデバイスの設計に応用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We investigate the tunneling dynamics of few-fermion systems in lattices under asymmetric external potentials - a setup realizable in experiments with ultracold atoms in optical lattices. We first prove that noninteracting fermions exhibit symmetric tunneling probabilities regardless of the barrier's orientation. Then, we demonstrate that inter-particle interactions break this symmetry and lead to pronounced asymmetric tunneling. Remarkably, such a simple system exhibits an unexpectedly diverse range of dynamical behaviors, offering insights into the interplay among fermion-fermion interactions, barrier asymmetry, and spin configurations. We explore the dependence of tunneling behavior on the initial spin configurations: spin-singlet states preserve tunneling symmetry, while spin-triplet states show strong asymmetry. We identify regimes where interactions mediate tunneling through under-barrier resonant trapping and enhance tunneling via many-body resonant tunneling - a phenomenon arising solely from inter-particle interactions and fundamentally different from traditional single-particle resonant tunneling. Our results may be applied to the design of nanoscale devices with tailored transport properties, such as diodes and memristors.
• Abstract（参考訳）: 非対称な外部電位下での格子中の数フェミオン系のトンネル力学について検討する。 まず、非相互作用性フェルミオンが障壁の向きに関係なく対称なトンネルの確率を示すことを証明した。 そして, 粒子間相互作用がこの対称性を破り, 非対称トンネルが顕著になることを示した。 驚くべきことに、このような単純なシステムは予期せぬ多様な動的挙動を示し、フェルミオン-フェルミオン相互作用、バリア非対称性、スピン構成の間の相互作用についての洞察を提供する。 スピン-ストリップ状態は強い非対称性を示す一方、スピン-ストリップ状態は強い非対称性を示す。 粒子間相互作用のみから生じる現象であり,従来の単一粒子共振トンネルとは根本的に異なる現象である。 この結果は, ダイオードやメムリスタなどの配向輸送特性を有するナノスケールデバイスの設計に応用できる。

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