論文の概要: Schr{ö}dinger cat state formation in small bosonic Josephson junctions at finite temperatures and dissipation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16032v1
• Date: Mon, 21 Jul 2025 19:53:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-23 21:34:13.866335
• Title: Schr{ö}dinger cat state formation in small bosonic Josephson junctions at finite temperatures and dissipation
• Title（参考訳）: 有限温度および散逸における小さなボソニックジョセフソン接合におけるシュローディンガー猫状態形成
• Authors: D V Tsarev, D V Ansimov, S A Podoshvedov, A P Alodjants,
• Abstract要約: 2モード近似におけるShr"odinger cat (SC) と$N00N$状態形成の可能性を検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this work, we consider the feasibility of Schr{\"o}dinger cat (SC) and $N00N$ states formation by a convenient bosonic Josephson junction (BJJ) system in two-mode approximation. Starting with purely quantum description of two-mode Bose-Einstein condensate we investigate the effective potential approach that provides an accurate analytical description for the system with a large number of particles. We show that in the zero temperature limit SC states result from a quantum phase transition that occurs when the nonlinear strength becomes comparable with the Josephson coupling parameter. The Wigner function approach demonstrates the growth of the SC state halves separation and formation of $N00N$-like states (a Fock state superposition) with the particle number increase. We examine the possibility to attain the SC state at finite temperatures and a weak dissipation leading to appearing of some critical temperature; it defines the second-order phase transition from classical activation process to the SC state formation through the quantum tunneling phenomenon. Numerical estimations demonstrate that the critical temperature is sufficiently below the temperature of atomic condensation. The results obtained may be useful for experimental observation of SC states with small condensate Josephson junctions.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,Shr{\"o}dinger cat (SC) と $N00N$ の2モード近似による便利なボソニックジョセフソン接合 (BJJ) システムによる状態形成の可能性を検討する。 2モードのボース=アインシュタイン凝縮の純粋量子的記述から始め、多数の粒子を持つ系の正確な解析的記述を提供する効果的なポテンシャル的アプローチについて考察する。 ゼロ温度制限SC状態は、非線形強度がジョセフソン結合パラメータに匹敵するときに起こる量子相転移の結果であることを示す。 ウィグナー関数のアプローチは、粒子数が増加するにつれて、SC状態半減期の成長と$N00N$-like状態(フォック状態重畳)の形成を示す。 量子トンネル現象による古典的活性化過程からSC状態形成への第2次相転移を定義する。 数値計算により、臨界温度は原子凝縮の温度以下であることが示されている。 得られた結果は、小さな凝縮ジョセフソン接合を持つSC状態の実験的観察に有用である。

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