論文の概要: Enhancing ultracold atomic batteries using tunable interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.19439v1
- Date: Tue, 19 May 2026 06:50:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-20 15:03:09.171865
- Title: Enhancing ultracold atomic batteries using tunable interactions
- Title（参考訳）: 波長可変相互作用を用いた超低温原子電池の高効率化
- Authors: Duc Tuan Hoang, Thomas Busch, Thomás Fogarty,
- Abstract要約: ハーモニック・オシレータ充電器により駆動される1次元多体ボソニック・量子電池の充電性能について検討した。
チャージャー周波数を調整することにより、完全エネルギー移動と最大抽出可能な作業が達成される共振状態に到達できることを示す。
- 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 study the charging performance of a one-dimensional, many-body bosonic quantum battery driven by a harmonic-oscillator charger, focusing on how many-body effects and intra-species interactions influence the energy-transfer dynamics. We show that by tuning the charger frequency, the system can reach a resonance condition where perfect energy transfer and maximal extractable work are achieved. In the weak-coupling limit this can be understood by approximating the battery-charger dynamics using an effective two-level model, which accurately predicts the maximum stored work, ergotropy, and optimal charging time. In this regime, many-body batteries exhibit enhanced charging power, reduced quantum speed limit (QSL) times, and comparable or lower irreversible work relative to single-particle batteries. We further examine the role of intra-species interactions: repulsive interactions inside the battery medium suppress performance, whereas attractive interactions can significantly enhance it, with both types of interactions generating additional charging resonances. Our results show that particle number and interaction control provide powerful tools for designing fast, efficient, and scalable quantum batteries, and point toward a feasible experimental implementation in ultracold-atom platforms.
- Abstract（参考訳）: ハーモニック・オシレータ・チャージャーによって駆動される1次元多体ボソニック・量子電池の充電性能について検討し,多体効果と種内相互作用がエネルギー移動力学に与える影響を考察した。
チャージャー周波数を調整することにより、完全エネルギー移動と最大抽出可能な作業が達成される共振状態に到達できることを示す。
弱い結合限界では、有効2レベルモデルを用いてバッテリチャージャーのダイナミクスを近似することにより、最大記憶時間、エルゴトロピー、最適充電時間を正確に予測することができる。
この体制では、多体電池は、充電力の増強、量子速度制限(QSL)の短縮、単一粒子電池に対する可逆的な仕事の可逆性(英語版)の低下を示す。
電池媒体内の反発的相互作用によって性能が抑制されるのに対して、魅力的な相互作用は、両者の相互作用が追加の電荷共鳴を発生させるのに対して、その効果を著しく向上させることができる。
粒子数と相互作用制御は、高速で効率的でスケーラブルな量子電池を設計するための強力なツールを提供し、超低温プラットフォームで実現可能な実験実装を目指していることを示す。
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