論文の概要: Momentum-resolved two-dimensional spectroscopy as a probe of nonlinear quantum field dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.25147v1
- Date: Mon, 29 Sep 2025 17:52:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-30 22:32:20.193587
- Title: Momentum-resolved two-dimensional spectroscopy as a probe of nonlinear quantum field dynamics
- Title（参考訳）: 非線形量子場力学のプローブとしてのMomentum-resolved two-dimensional spectroscopy
- Authors: Duilio De Santis, Alex Gómez Salvador, Nataliia Bazhan, Sebastian Erne, Maximilian Prüfer, Claudio Guarcello, Davide Valenti, Jörg Schmiedmayer, Eugene Demler,
- Abstract要約: 創発的な集合励起は相互作用する量子多体系の目印となる。
2次元分光法(2DS)の非線形探査能力と超低温原子系の空間分解能を組み合わせることにより、これらの制限を克服することを提案する。
弱結合1次元ボース・アインシュタイン凝縮体の低エネルギーダイナミクスを記述する量子sine-Gordonモデルの運動量分解2DSを解析した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Emergent collective excitations constitute a hallmark of interacting quantum many-body systems, yet in solid-state platforms their study has been largely limited by the constraints of linear-response probes and by finite momentum resolution. We propose to overcome these limitations by combining the spatial resolution of ultracold atomic systems with the nonlinear probing capabilities of two-dimensional spectroscopy (2DS). As a concrete illustration, we analyze momentum-resolved 2DS of the quantum sine-Gordon model describing the low energy dynamics of two weakly coupled one-dimensional Bose-Einstein condensates. This approach reveals distinctive many-body signatures, most notably asymmetric cross-peaks reflecting the interplay between isolated ($B_2$ breather) and continuum ($B_1$ pair) modes. The protocol further enables direct characterization of anharmonicity and disorder, establishing momentum-resolved 2DS as both a powerful diagnostic for quantum simulators and a versatile probe of correlated quantum matter.
- Abstract（参考訳）: 創発的な集合励起は相互作用する量子多体系の目印となっているが、固体プラットフォームでは線形応答プローブの制約や有限運動量分解による研究に大きく制限されている。
本稿では,超低温原子系の空間分解能と2次元分光法(2DS)の非線形探査能力を組み合わせることで,これらの制限を克服することを提案する。
具体例として、2つの弱結合した1次元ボース=アインシュタイン凝縮体の低エネルギーダイナミクスを記述する量子正弦波ゴルドンモデルの運動量分解2DSを解析する。
このアプローチは、独立した(B_2$ breather)モードと連続体(B_1$ pair)モードの相互作用を反映する非対称なクロスピークなど、独特な多体署名を明らかにする。
このプロトコルはさらに、非調和性と障害の直接的な特徴づけを可能にし、運動量分解された2DSを量子シミュレータの強力な診断と、相関量子物質の多目的プローブとして確立した。
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