論文の概要: Bose-Einstein condensation in exotic lattice geometries

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.16885v1
• Date: Thu, 22 May 2025 16:40:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-23 17:12:48.462011
• Title: Bose-Einstein condensation in exotic lattice geometries
• Title（参考訳）: エキゾチック格子幾何学におけるボース・アインシュタイン凝縮
• Authors: Kamil Dutkiewicz, Marcin Płodzień, Abel Rojo-Francàs, Bruno Juliá-Díaz, Maciej Lewenstein, Tobias Grass,
• Abstract要約: 現代の量子工学技術は、エキゾチック格子幾何学における量子システムを合成することができる。 これらの構造がボース=アインシュタイン凝縮を深く再形成することを実証する。 本研究は,量子相現象の強力なチューニングノブとして格子幾何学を確立した。
• 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: Modern quantum engineering techniques allow for synthesizing quantum systems in exotic lattice geometries, from self-similar fractal networks to negatively curved hyperbolic graphs. We demonstrate that these structures profoundly reshape Bose-Einstein condensation. Fractal lattices dramatically lower the condensation temperature, while hyperbolic lattices cause it to increase as the system grows - a behavior not seen in ordinary two-dimensional arrays, where the condensation temperature vanishes in the large-size limit. The underlying geometry also controls condensate fluctuations, enhancing them on fractal networks but suppressing them on hyperbolic graphs compared with regular one-dimensional or two-dimensional lattices. When strong repulsive interactions are included, the gas enters a Mott insulating state. A multi-site Gutzwiller approach finds a smooth interpolation between the characteristic insulating lobes of one-dimensional and two-dimensional systems. Re-entrant Mott transitions are seen within a first-order resummed hopping expansion. Our findings establish lattice geometry as a powerful tuning knob for quantum phase phenomena and pave the way for experimental exploration in photonic waveguide arrays and Rydberg-atom tweezer arrays.
• Abstract（参考訳）: 現代の量子工学技術は、自己相似フラクタルネットワークから負に湾曲した双曲グラフまで、エキゾチック格子幾何学における量子システムを合成することができる。 これらの構造がボース=アインシュタイン凝縮を深く再形成することを実証する。 フラクタル格子は凝縮温度を劇的に下げる一方、双曲格子はシステムが成長するにつれて増大する。 基礎となる幾何学は、凝縮ゆらぎを制御し、フラクタルネットワーク上でそれらを強化するが、通常の1次元格子や2次元格子と比較して双曲グラフ上でそれらを抑制する。 強い反発相互作用を含むと、気体はモット絶縁状態に入る。 多サイトグッツウィラーアプローチは、1次元系と2次元系の特性絶縁ローブの間の滑らかな補間を見つける。 再帰的なモット転移は、一階のホッピング展開の中で見られる。 本研究は, 格子幾何学を量子位相現象の強力なチューニングノブとして確立し, フォトニック導波路アレイとRydberg-atom tweezerアレイの実験的探索の道を開くものである。

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