論文の概要: Inferring rotations using a bosonic Josephson junction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.13344v1
• Date: Mon, 19 Jan 2026 19:28:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-21 22:47:23.033341
• Title: Inferring rotations using a bosonic Josephson junction
• Title（参考訳）: ボソニックジョセフソン接合を用いた回転推定
• Authors: Rhombik Roy, Ofir E. Alon,
• Abstract要約: ボソニックジョセフソン接合におけるトンネル力学は、システムが回転する非慣性フレームに置かれるときに修正される。 2次元二重井戸電位における超低温ボソンのトンネル力学は、回転周波数を推定するための代替経路であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Rotation and quantum tunneling are fundamental concepts in physics, and their interplay in the ultracold atomic systems is of particular interest. In this theoretical work, we explore how tunneling dynamics in a bosonic Josephson junction are modified when the system is placed in a rotating, non-inertial frame. We show that the tunneling dynamics of ultracold bosons in a two-dimensional double-well potential offer an alternative pathway for inferring the rotation frequency. Using the mean-field and many-body analyses, we demonstrate that rotation strongly modifies the tunneling time period as well as the momentum and angular momentum dynamics. When the rotation axis passes through the center of the double well, the observables show distinct dynamical responses with increasing rotation frequency, enabling the rotation frequency to be assessed from changes in the tunneling dynamics. When the potential is displaced from the rotation axis, the rotation induces asymmetric tunneling and partial self-trapping, allowing both the rotation frequency and the displacement to be inferred. We further show that for an off-centered double well, the tunneling dynamics exhibit a pronounced orientation dependence, enabling the orientation of the double well to be inferred from the observed dynamics. The many-body analysis further shows that the depletion dynamics are strongly influenced by rotation, providing an additional tool for assessing the rotation frequency. Finally, we study the effect of time-dependent rotation in which the double well is gradually set into motion in the laboratory frame and identify distinct dynamical signatures that depend sensitively on the switching time. Together, these results establish a comprehensive framework for inferring the rotation frequency, radial displacement, and orientation directly from the tunneling dynamics.
• Abstract（参考訳）: 回転と量子トンネルは物理学の基本概念であり、超低温原子系における相互作用は特に興味深い。 この理論的な研究で、ボソニックジョセフソン接合におけるトンネル力学は、システムが回転する非慣性フレームに置かれるときにどのように修正されるのかを考察する。 2次元二重井戸電位における超低温ボソンのトンネル力学は、回転周波数を推定するための代替経路であることを示す。 平均場および多体解析を用いて、回転は、運動量および角運動量ダイナミクスと同様に、トンネル時間周期を強く調節することを示した。 回転軸が二重井戸の中央を通過すると、観測器は回転周波数の増加とともに異なる動的応答を示し、トンネル力学の変化から回転周波数を評価することができる。 回転軸から電位がずれたとき、回転は非対称なトンネルと部分的な自己トラッピングを誘導し、回転周波数と変位の両方を推定することができる。 さらに、遠心二重井戸の場合、トンネル力学は明らかに配向依存性を示し、観測された力学から二重井戸の配向を推定できることが示される。 さらに、多体解析により、劣化ダイナミクスは回転の影響を強く受けており、回転周波数を評価するための追加のツールを提供する。 最後に,2つの坑井を徐々に移動させる時間依存回転の影響について検討し,切替時間に敏感に依存する異なる動的シグネチャを同定した。 これらの結果は、トンネル力学から直接回転周波数、半径変位、方向を推定するための包括的枠組みを確立する。

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