論文の概要: Core-Hole Excitation Dynamics of One-Dimensional Ultracold Trapped Fermions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.23785v1
• Date: Sun, 26 Apr 2026 16:22:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-28 17:12:07.547473
• Title: Core-Hole Excitation Dynamics of One-Dimensional Ultracold Trapped Fermions
• Title（参考訳）: 1次元超低温捕捉フェルミオンのコアホール励起ダイナミクス
• Authors: André Becker, Georgios M. Koutentakis, Peter Schmelcher,
• Abstract要約: 一次元フェルミオン系におけるコアホール励起の非平衡ダイナミクスについて検討した。 この反応は, 相互作用強度, 不純物閉じ込め, 質量不均衡, フェルミ海に最初に形成された穴の位置によって制御されていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate the nonequilibrium dynamics of core-hole excitations in a one-dimensional fermionic few-body system consisting of a spin-polarized Fermi bath coupled to a single heavy mobile impurity. The bath is initially prepared in a particle-hole configuration by emptying a selected bath single-particle orbital, while the impurity is displaced with respect to the center of the bath confinement potential. The quench dynamics are initialized by suddenly switching on the impurity-bath interaction. To resolve the resulting dynamics, we combine two complementary \textit{ab initio} approaches, namely the Multi-Layer Multi-Configuration Time-Dependent Hartree method for mixtures and a multi-channel Born-Oppenheimer framework. We show that the postquench response is governed by the interaction strength, impurity confinement, mass imbalance, and the location of the initially prepared hole within the Fermi sea. The density evolution and impurity center-of-mass motion reveal a competition between mixing and demixing of impurity and bath, while the von Neumann entropy demonstrates the buildup of pronounced many-body correlations. Most importantly, the occupation dynamics of the initially emptied orbital identifies deep core holes as substantially more robust against refilling than bulk or edge vacancies. Our results establish core-hole excitations as robust dynamical many-body features in trapped ultracold fermions and provide a controlled route towards probing orthogonality response, correlation buildup, and hole refilling in real time.
• Abstract（参考訳）: スピン偏極フェルミ浴と1つの重い移動不純物とを結合した1次元フェルミイオン小体系のコアホール励起の非平衡ダイナミクスについて検討した。 入浴は、選択した入浴単粒子軌道を空にすると共に、入浴閉じ込め電位の中心に対して不純物が変位する。 クエンチダイナミクスは、突然不純物-バス相互作用を切り替えることで初期化される。 結果のダイナミクスを解決するために、混合に対するMulti-Layer Multi-Configuration Time-Dependent Hartree法とマルチチャネルBorn-Oppenheimerフレームワークの2つの相補的 \textit{ab initio} アプローチを組み合わせる。 この反応は, 相互作用強度, 不純物閉じ込め, 質量不均衡, フェルミ海に最初に形成された穴の位置によって制御されていることを示す。 密度の進化と不純物中心運動は不純物と浴の混合と脱混合の競合を示す一方、フォン・ノイマンエントロピーは顕著な多体相関の蓄積を示す。 最も重要なことに、最初に空になった軌道の占有ダイナミクスは、深いコアホールをバルクやエッジの空孔よりもかなり頑丈であると見なしている。 この結果から, 極低温フェルミオンの強靭な動的多体特性としてコアホール励起が確立され, 直交応答, 相関組立, ホール補充をリアルタイムで行うための制御経路が得られた。

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