Topology, Singularities and Emulation in a Spinor BEC
旋量 BEC 中的拓扑、奇点和仿真
基本信息
- 批准号:1708008
- 负责人:
- 金额:$ 31.6万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-01 至 2021-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
A frontier of modern physics involves the manipulation and study of atoms cooled and trapped with temperatures near zero degrees Kelvin. Dilute samples of cold atoms have been used to realize high-performance atomic clocks and deBroglie wave gyroscopes as well as to model novel quantum materials. This project is based on the use of such ultracold quantum-atomic vapors to simulate and emulate problems from a range of subfields of physics. The importance of this work includes contributions to the general progress of science and specifically to our understanding of the quantum world. A key impact is expected to be the creation of knowledge useful for the development of quantum technologies and understanding of novel materials. Of equal importance is that the research will be central to the training of the next generation of scientists, many of whom will form the taskforce that is necessary to develop these new technologies.The project team uses carefully prepared laser pulses to manipulate a quantum degenerate gas of rubidium in such a way that its subsequent behavior models physical phenomena important to problems in other areas such as materials science and nuclear spin resonance (the phenomena at the heart of technologies such as MRI). The project rests on a series of studies related to this goal that build on the group's experience with imprinting spin and orbital angular momentum structures on a spinor Bose-Einstein condensate (BEC). Specifically the group will investigate the creation, stability and excitations of an array of non-trivial topological excitations (coreless vortices such as Skyrmions, Alice strings, phase states, etc.); to use a recently realized full Bloch BEC to gain access to a topological phase, the Gouy phase; to realize and investigate point-like defects in a spinor BEC such as the cross dis-gyration texture. The proposed work shares a common platform of experimental techniques, many of which are well developed by the group, and a common theoretical framework.
现代物理学的一个前沿领域涉及对温度接近零开尔文的冷却和捕获原子的操纵和研究。冷原子的稀释样品已用于实现高性能原子钟和德布罗意波陀螺仪以及新型量子材料的建模。该项目基于使用这种超冷量子原子蒸气来模拟和模拟一系列物理学子领域的问题。这项工作的重要性包括对科学整体进步的贡献,特别是对我们对量子世界的理解的贡献。预计一个关键影响将是创造有助于量子技术发展和新材料理解的知识。同样重要的是,这项研究将成为下一代科学家培训的核心,其中许多人将组成开发这些新技术所需的工作组。项目团队使用精心准备的激光脉冲来操纵量子简并气体铷的后续行为模拟了对材料科学和核自旋共振(MRI 等技术的核心现象)等其他领域的问题很重要的物理现象。该项目基于与该目标相关的一系列研究,这些研究建立在该小组在自旋玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)上印记自旋和轨道角动量结构的经验基础上。 具体来说,该小组将研究一系列重要拓扑激励(无核涡旋,如斯格明子、爱丽丝弦、相态等)的产生、稳定性和激励;使用最近实现的完整 Bloch BEC 来访问拓扑相,即 Gouy 相;实现并研究旋量 BEC 中的点状缺陷,例如交叉反旋织构。所提出的工作共享一个共同的实验技术平台,其中许多技术是由该小组精心开发的,以及一个共同的理论框架。
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Imprinting knots in a spinor Bose-Einstein condensate via a Raman process without knotted optical fields
通过拉曼过程在旋量玻色-爱因斯坦凝聚中压印结,无需打结光场
- DOI:10.1103/physrevresearch.4.043109
- 发表时间:2022-11
- 期刊:
- 影响因子:4.2
- 作者:Chen, Zekai;Haber, Elisha;Bigelow, Nicholas P.
- 通讯作者:Bigelow, Nicholas P.
Imprinting a Three-Dimensional Skyrmion in a Bose–Einstein Condensate Via a Raman Process
通过拉曼过程在玻色爱因斯坦凝聚中印记三维斯格明子
- DOI:10.1007/s10909-022-02724-w
- 发表时间:2022-07
- 期刊:
- 影响因子:2
- 作者:Chen, Zekai;Hu, S. X.;Bigelow, Nicholas P.
- 通讯作者:Bigelow, Nicholas P.
SU(2) geometric phase induced by a periodically driven Raman process in an ultracold dilute Bose gas
超冷稀玻色气体中周期性驱动拉曼过程引起的 SU(2) 几何相位
- DOI:10.1103/physreva.101.013606
- 发表时间:2020-01
- 期刊:
- 影响因子:2.9
- 作者:Chen, Zekai;Murphree, Joseph D.;Bigelow, Nicholas P.
- 通讯作者:Bigelow, Nicholas P.
Development of multidisciplinary nanotechnology undergraduate education program at the University of Rochester Integrated Nanosystems Center
罗彻斯特大学集成纳米系统中心多学科纳米技术本科教育项目的发展
- DOI:10.1117/12.22699786
- 发表时间:2017-07
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Svetlana G. Lukishova; Nicholas P.
- 通讯作者:Nicholas P.
Roadmap on structured light
结构光路线图
- DOI:10.1088/2040-8978/19/1/013001
- 发表时间:2017-01
- 期刊:
- 影响因子:2.1
- 作者:Rubinsztein;Forbes, Andrew;Berry, M V;Dennis, M R;Andrews, David L;Mansuripur, Masud;Denz, Cornelia;Alpmann, Christina;Banzer, Peter;Bauer, Thomas;et al
- 通讯作者:et al
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