論文の概要: Anomalous diffusion and localization in a disorder-free atomic mixture

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.13226v1
• Date: Mon, 19 Jan 2026 17:00:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-21 22:47:22.979285
• Title: Anomalous diffusion and localization in a disorder-free atomic mixture
• Title（参考訳）: 無障害原子混合物における異常拡散と局在
• Authors: Stefano Finelli, Beatrice Restivo, Alessio Ciamei, Andreas Trenkwalder, Massimo Inguscio, Dmitry S. Petrov, Sergey E. Skipetrov, Matteo Zaccanti,
• Abstract要約: 3次元の2つのフェルミオンガスの超低温質量不均衡混合における異常力学の観測について報告する。 その結果, 乱れのない局所化現象を探索するための多目的プラットフォームとして出現する, 混合系における量子干渉の鍵となる役割を浮き彫りにした。
• 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: The concept of random walk, in which particles or waves undergo multiple collisions with the microscopic constituents of a surrounding medium, is central to understanding diffusive transport across many research areas. However, this paradigm may break down in complex systems, where quantum interference and memory effects render the particle propagation anomalous, often fostering localization. Here we report on the observation of such anomalous dynamics in a minimal setting: an ultracold mass-imbalanced mixture of two fermionic gases in three dimensions. We release light impurities into a gas of heavier atoms and follow their evolution across different collisional regimes. Under strong interspecies interactions, by lowering the temperature we unveil a crossover from normal diffusion to subdiffusion. Simultaneously, a localized fraction of the light gas emerges, displaying no discernible dynamics over hundreds of collisions. Our findings, incompatible with the conventional Fermi-liquid picture, are instead captured by a model of an atom propagating through a (quasi-)static disordered landscape of point-like scatterers. These results highlight the key role of quantum interference in our mixture, which emerges as a versatile platform for exploring disorder-free localization phenomena.
• Abstract（参考訳）: ランダムウォーク(ランダムウォーク)の概念は、粒子や波が周囲の媒体の顕微鏡成分と多重に衝突するという概念であり、多くの研究領域における拡散輸送の理解の中心である。 しかし、このパラダイムは、量子干渉とメモリ効果が粒子の伝播異常を引き起こす複雑なシステムに分解され、しばしば局所化が促進される。 本稿では,2つのフェルミオンガスの超低温質量不均衡混合を3次元で観測する。 我々は、軽い不純物を重い原子の気体に放出し、異なる衝突状態におけるそれらの進化に従う。 強い種間相互作用の下では、温度を下げることで、通常の拡散から亜拡散への交差が明らかになる。 同時に、光ガスの局所的な分画が出現し、数百回の衝突に対して明確なダイナミクスは示さない。 従来のフェルミ液体画像とは相容れないこの発見は、点状散乱体の(準)静的な乱れした風景を伝播する原子のモデルによって捉えられる。 これらの結果は、障害のない局所化現象を探索するための汎用的なプラットフォームとして出現する、我々の混合物における量子干渉の重要な役割を浮き彫りにする。

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