論文の概要: Coherent phase slips in coupled rings: from weak to strong interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.08168v1
- Date: Thu, 05 Nov 2026 15:26:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-07 04:55:13.562509
- Title: Coherent phase slips in coupled rings: from weak to strong interactions
- Title（参考訳）: 結合環におけるコヒーレント相のすべり--弱い相互作用から強い相互作用へ
- Abstract要約: 超低温粒子の2つの弱結合格子環間の循環のコヒーレント移動について検討した。
同様の電流の発振は2つの異なる顕微鏡機構から生じることを示す。
本稿では,現在のリング格子実験の到達範囲内での初期状態と移動時間を推定するためのクエンチプロトコルを提案する。
- 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: We study the coherent transfer of circulation between two weakly coupled lattice rings of ultracold bosons, in which a persistent current initially prepared in one ring oscillates back and forth between the rings without net transfer of particles. Combining Bose--Hubbard simulations with their Gross--Pitaevskii and quantum phase model limits, we show that similar current oscillations arise from two distinct microscopic mechanisms. At weak interactions, particles in each occupied momentum mode tunnel independently between the rings, leading to a transfer time inversely proportional to the inter-ring tunnelling, extensive particle-number fluctuations and entanglement distributed over many Schmidt components; this mode-exchange dynamics is suppressed by self-trapping as the interactions increase. At stronger interactions and large filling, in the phase-dominated regime, circulation is instead transferred through a second-order collective process between many-body persistent-current states, with a transfer time scaling as the inverse square of the inter-ring tunnelling in the weak-link limit. Number fluctuations then remain of order one instead of growing with the particle number, and within each number sector the system evolves into coherent superpositions of two many-body configurations, distinguished by which ring carries the circulation. The entanglement accessible under number-conserving operations therefore reaches up to approximately one bit. We propose a quench protocol to prepare the initial state and estimate transfer times within reach of current ring-lattice experiments, identifying coupled rings as a platform to study coherent quantum phase slips and to manipulate persistent-current states.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 粒子のネット移動を伴わずに, 1つのリングで生成した持続電流がリング間を前後に振動する超低温粒子の2つの弱結合格子環間の循環のコヒーレント移動について検討した。
Bose--HubbardシミュレーションとGross--Pitaevskiiと量子位相モデル制限を組み合わせることで、同様の電流振動が2つの異なる顕微鏡機構から生じることを示す。
弱い相互作用では、各占有運動量モードトンネル内の粒子はリング間トンネルと逆比例し、多くのシュミット成分に分散する広範囲な粒子数変動と絡み合いが生じ、このモード交換ダイナミクスは相互作用が増加するにつれて自己トラッピングによって抑制される。
より強い相互作用と大きな充填では、位相支配的な状態において、循環は多体持続電流状態の間の2階の集合過程を通して伝達され、移動時間は弱いリンク限界におけるリング間トンネルの逆正方形としてスケーリングされる。
数ゆらぎは、粒子数とともに成長する代わりに順に残り、各数セクター内では、環が循環を運ぶ2つの多体配置のコヒーレントな重ね合わせへと進化する。
したがって、数保存操作でアクセス可能な絡み合いは、およそ1ビットに達する。
本稿では,現在のリング格子実験の到達点における初期状態と転移時間を推定するためのクエンチプロトコルを提案し,結合リングをコヒーレント量子位相スリップの研究と永続電流状態の操作のためのプラットフォームとして同定する。
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