論文の概要: Breaking of scale invariance in a strongly dipolar 2D Bose gas
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.13730v1
- Date: Wed, 15 Oct 2025 16:34:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-16 20:13:28.764318
- Title: Breaking of scale invariance in a strongly dipolar 2D Bose gas
- Title（参考訳）: 強双極性2次元ボースガス中のスケール不変性の破壊
- Authors: Haoting Zhen, Yifei He, Sampriti Saha, Mithilesh K. Parit, Mingchen Huang, Nicolò Defenu, Gyu-Boong Jo,
- Abstract要約: 2次元(2D)双極性原子ガスは、新しい量子相を探索するユニークな機会を与える。
可変双極子配向を持つ準2次元高調波トラップにおける強双極子2次元凝縮体の生成と特性を実証する。
この観察により、2次元のDDIによって誘導される多体効果が解明され、2次元超固体やその他の異方性量子相の実現に向けた重要なステップとなる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.851707721268556
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Two-dimensional (2D) dipolar atomic gases present unique opportunities for exploring novel quantum phases due to their anisotropic and long-range interactions. However, the behavior of strongly dipolar Bose gases in 2D remains unclear, especially when dipoles are tilted. Here, we demonstrate the creation and characterization of strongly dipolar 2D condensates in a quasi-2D harmonic trap with tunable dipole orientation. By investigating scale invariance properties through breathing collective mode measurements, we observe significant breaking of scale invariance when dipoles are tilted in-plane indicating the dominance of the nonlocal dipole-dipole interactions (DDIs) in this regime. Interestingly, the breaking of the scale invariant dynamics is accompanied by an increase in quantum fluctuations, as shown by comparison with mean-field and beyond mean-field theoretical studies. Our experiments also reveal that at critical tilt angles around 70{\deg}, stripe-type density modulations emerge, suggesting the presence of a roton spectrum in 2D, while the system still shows hydrodynamic nature with the phase-locking breathing behavior. This observation elucidates the many-body effect induced by DDIs in 2D, thus marking a crucial step toward realizing 2D supersolids and other exotic quantum phases.
- Abstract（参考訳）: 2次元(2次元)双極性原子ガスは、その異方性と長距離相互作用のために新しい量子相を探索するユニークな機会を与える。
しかし、2Dにおける強い双極性ボースガスの挙動は、特に双極子が傾いているときに明らかでない。
ここでは, 可変双極子配向を持つ準2次元高調波トラップにおける強双極子2D凝縮体の生成と特性について述べる。
本研究では,非局所双極子-双極子相互作用 (DDIs) の優位性を示す平面上に双極子を傾斜させた場合のスケール不変性について,呼吸集合モード測定により検討した。
興味深いことに、スケール不変力学の破れは、平均場との比較や平均場理論研究以上の量子ゆらぎの増加を伴う。
実験の結果,70{\deg付近の臨界傾き角ではストライプ型密度変調が出現し,2次元にロートンスペクトルが存在することが示唆された。
この観察により、2次元のDDIによって誘導される多体効果が解明され、2次元超固体やその他の異方性量子相の実現に向けた重要なステップとなる。
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