論文の概要: Tilt-Induced Localization in Interacting Bose-Einstein Condensates for Quantum Sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.06173v1
• Date: Fri, 06 Jun 2025 15:36:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-10 16:33:10.181468
• Title: Tilt-Induced Localization in Interacting Bose-Einstein Condensates for Quantum Sensing
• Title（参考訳）: 量子センシングのための相互作用ボース-アインシュタイン凝縮体のTilt誘起局在
• Authors: Argha Debnath, Mariusz Gajda, Debraj Rakshit,
• Abstract要約: 傾斜光学格子に閉じ込められたボース・アインシュタイン凝縮体の局在遷移について検討した。 その結果,線形ポテンシャルによる局在化-非局在化遷移のサインが明らかとなった。 本稿では, 量子臨界検出のためのプラットフォームとして, 傾斜格子における相互作用BECの利用を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate localization transitions in interacting Bose-Einstein condensates (BECs) confined in tilted optical lattices, focusing on both the continuum limit accessed via shallow lattice depths and the tight-binding limit realized in the deep lattice regime. Utilizing the Gross-Pitaevskii equation (GPE) and the many-body Bose-Hubbard model, we analyze the scaling behavior of localization indicators, such as the root mean square width and fidelity susceptibility, as a function of the applied tilt. Our results reveal clear signatures of a localization-delocalization transition driven by the linear potential, with scaling properties that characterize criticality even in the presence of interactions within the GPE description. Despite the single-mode nature of the condensate wavefunction, we demonstrate that it can effectively probe quantum criticality. Building on this, we propose the use of interacting BECs in tilted lattices as a platform for quantum critical sensing, where the condensate wavefunction serves both as a sensitive probe of localization and a practical resource for quantum-enhanced metrology. This approach opens new avenues for precision gradient sensing based on localization phenomena in bosonic systems.
• Abstract（参考訳）: 傾斜光学格子に閉じ込められたボース・アインシュタイン凝縮体(BECs)の相互作用における局所化遷移について検討し, 浅層格子でアクセスされる連続限界と深層格子系で実現される密結合限界の両方に着目した。 Gross-Pitaevskii方程式(GPE)と多体Bose-Hubbardモデル(Bose-Hubbardモデル)を用いて、応用傾きの関数として、ルート平均2乗幅やフィデリティ感受性などの局所化指標のスケーリング挙動を解析する。 以上の結果から,GPE記述における相互作用の存在下においても,臨界特性を特徴付けるスケーリング特性を用いて,線形ポテンシャルによって誘導される局所化-非局在化遷移の符号を明らかにした。 凝縮波動関数の単一モードの性質にもかかわらず、量子臨界性を効果的に探索できることを実証する。 そこで我々は, 量子クリティカルセンシングのプラットフォームとして, 傾斜格子におけるBECの相互作用の利用を提案し, 凝縮波動関数は局所化の感度の高いプローブとして機能し, 量子化メトロジーの実用的な資源として機能する。 このアプローチは、ボソニック系の局在化現象に基づく精度勾配検出のための新しい道を開く。

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