論文の概要: Anomalous fluctuations of Bose-Einstein condensates in optical lattices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.21001v1
• Date: Mon, 28 Jul 2025 17:11:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-29 16:23:58.222364
• Title: Anomalous fluctuations of Bose-Einstein condensates in optical lattices
• Title（参考訳）: 光格子におけるボース・アインシュタイン凝縮体の異常変動
• Authors: Zahra Jalali-Mola, Niklas Käming, Luca Asteria, Utso Bhattacharya, Ravindra W. Chhajlany, Klaus Sengstock, Maciej Lewenstein, Tobias Grass, Christof Weitenberg,
• Abstract要約: 位相遷移における光学格子BECの凝縮粒子数変動について検討した。 我々は、凝縮数$delta N_rm BEC2$の分散が、全原子数を$N1+gamma$としてスケールする、強い異常変動を見つける。 本研究は, ゆらぎ特性と基本量子力学特性にトラップ幾何学が重要であることを明らかにする。
• 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: Fluctuations are fundamental in physics and important for understanding and characterizing phase transitions. In this spirit, the phase transition to the Bose-Einstein condensate (BEC) is of specific importance. Whereas fluctuations of the condensate particle number in atomic BECs have been studied in continuous systems, experimental and theoretical studies for lattice systems were so far missing. Here, we explore the condensate particle number fluctuations in an optical lattice BEC across the phase transition in a combined experimental and theoretical study. We present both experimental data using ultracold $^{87}$Rb atoms and numerical simulations based on a hybrid approach combining the Bogoliubov quasiparticle framework with a master equation analysis for modeling the system. We find strongly anomalous fluctuations, where the variance of the condensate number $\delta N_{\rm BEC}^2$ scales with the total atom number as $N^{1+\gamma}$ with an exponent around $\gamma_{\rm theo}=0.74$ and $\gamma_{\rm exp}=0.62$, which we attribute to the 2D/3D crossover geometry and the interactions. Our study highlights the importance of the trap geometry on the character of fluctuations and on fundamental quantum mechanical properties.
• Abstract（参考訳）: ゆらぎは物理学の基本であり、相転移を理解し、特徴づけるのに重要である。 この精神では、ボース=アインシュタイン凝縮(BEC)への相転移が特に重要である。 原子BECにおける凝縮粒子数のゆらぎは連続系で研究されているが、格子系に関する実験的および理論的研究はこれまでになかった。 本稿では,光格子BECの位相遷移における凝縮粒子数変動を実験的および理論的に検討する。 我々は,超低温の$^{87}$Rb原子を用いた実験データと,Bogoliubov準粒子フレームワークとマスタ式解析を併用したシステムモデリングに基づく数値シミュレーションを行った。 凝縮数 $\delta N_{\rm BEC}^2$ と全原子番号 $N^{1+\gamma}$ と、指数が $\gamma_{\rmtheo}=0.74$ と $\gamma_{\rm exp}=0.62$ と、縮合数 $\delta N_{\rm BEC}^2$ のばらつきは強い異常変動である。 本研究は, ゆらぎ特性と基本量子力学特性にトラップ幾何学が重要であることを明らかにする。

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