Novel Quantum Phase Transitions and Non-Equilibrium Dynamics in Lattice-Confined Spinor Condensates

晶格限制旋量凝聚中的新型量子相变和非平衡动力学

基本信息

  • 批准号:
    1912575
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36.35万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-09-01 至 2022-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project is targeted towards applying a sodium spinor Bose-Einstein condensate (BEC) to study the interplay and applications of superfluidity, strong correlations, and quantum magnetism. BECs are ultra-cold gases in which all atoms have a single collective wavefunction for their spatial degrees of freedom. With an additional spin degree of freedom, these BECs constitute a fascinating collective quantum system offering an unprecedented degree of control over such parameters as spin, density, temperature, and the dimensionality of the system. The aims of this project are both of fundamental interest for advancing our understanding of quantum physics, and of technological significance. Beyond these specific research goals, this project provides opportunities to integrate research and teaching by involving undergraduate and graduate students in research projects. The principal investigator (PI) will endeavor to broaden the participation of under-represented groups, including Native American students, women in physics, and potential "first-generation" college students. The PI will organize workshops for local high school teachers and their students to get hands-on experience with state-of-the-art laser cooling techniques, and to develop physics projects matched to the students' level. This project will enhance the infrastructure for science education in the region and encourage more students to pursue a career in science.This project will perform important studies on an antiferromagnetic sodium spinor BEC confined in three-dimensional optical lattices and microwave dressing fields, i.e., investigate the dynamics of first-order superfluid to Mott-insulator quantum phase transitions, reveal a quantum-phase-revival spectroscopy driven by a competition between spin-dependent and spin-independent interactions, precisely determine various scattering lengths of spinor gases, and demonstrate an experimental signature of spin-dependent three-body interactions. Advantages provided by a bichromatic optical super-lattice will also be explored.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目旨在应用钠纺纱剂玻璃晶冷凝水(BEC)来研究超流体,强相关性和量子磁性的相互作用和应用。 BEC是超冷气体,其中所有原子都具有单一的集体波函数,以便其空间自由度。这些BEC具有额外的自旋程度,构成了一个引人入胜的集体量子系统,该系统可对诸如旋转,密度,温度和系统尺寸等参数的前所未有的控制程度。该项目的目的既是促进我们对量子物理学的理解的基本兴趣,又具有技术意义。除了这些特定的研究目标外,该项目还提供了通过参与研究项目的本科生和研究生来整合研究和教学的机会。首席研究员(PI)将努力扩大代表性不足的群体的参与,包括美国原住民学生,物理女性和潜在的“第一代”大学生。 PI将为当地高中老师及其学生组织研讨会,以获得最先进的激光冷却技术的动手经验,并开发与学生水平相匹配的物理项目。该项目将增强该地区科学教育的基础架构,并鼓励更多的学生从事科学职业。该项目将对抗空力磁性钠旋转器BEC进行重要研究,该研究仅限于三维光学晶格和微波敷料领域,即研究一阶超级量子的动力学量子量 - 量子 - 量子量 - 量子 - 量等量相位量 - 在旋转依赖性和自旋依赖性相互作用之间的竞争中,精确地确定了旋转气体的各种散射长度,并证明了旋转依赖性三体相互作用的实验特征。两次光学超级晶格提供的优势也将得到探索。该奖项反映了NSF的法定任务,并使用基金会的知识分子优点和更广泛的影响标准,被认为值得通过评估来获得支持。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Manipulating atom-number distributions and detecting spatial distributions in lattice-confined spinor gases
操纵原子数分布并检测晶格限制旋量气体的空间分布
  • DOI:
    10.1103/physreva.104.l041304
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Austin, J. O.;Shaw, Z. N.;Chen, Z.;Mahmud, K. W.;Liu, Y.
  • 通讯作者:
    Liu, Y.
Quantum critical dynamics in a spinor Hubbard model quantum simulator
旋量哈伯德模型量子模拟器中的量子临界动力学
  • DOI:
    10.1038/s42005-021-00562-y
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Austin, Jared O.;Chen, Zihe;Shaw, Zachary N.;Mahmud, Khan W.;Liu, Yingmei
  • 通讯作者:
    Liu, Yingmei
Quantum Quench and Nonequilibrium Dynamics in Lattice-Confined Spinor Condensates
晶格限制旋量凝聚中的量子淬灭和非平衡动力学
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.123.113002
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Chen, Z.;Tang, T.;Austin, J.;Shaw, Z.;Zhao, L.;Liu, Y.
  • 通讯作者:
    Liu, Y.
共 3 条
  • 1
前往

Yingmei Liu其他文献

Engineering dynamical phase diagrams with driven lattices in spinor gases
旋量气体中驱动晶格的工程动力学相图
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    J. O. Austin;Z. N. Hardesty;Qingze Guan;C. Binegar;Doerte Blume;R. J. Lewis;Yingmei Liu
    J. O. Austin;Z. N. Hardesty;Qingze Guan;C. Binegar;Doerte Blume;R. J. Lewis;Yingmei Liu
  • 通讯作者:
    Yingmei Liu
    Yingmei Liu
Detecting topological phase transitions in a double kicked quantum rotor
检测双踢量子转子中的拓扑相变
  • DOI:
    10.1103/physreva.106.043318
    10.1103/physreva.106.043318
  • 发表时间:
    2022
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Nikolai Bolik;C. Groiseau;J. Clark;G. Summy;Yingmei Liu;S. Wimberger
    Nikolai Bolik;C. Groiseau;J. Clark;G. Summy;Yingmei Liu;S. Wimberger
  • 通讯作者:
    S. Wimberger
    S. Wimberger
Temperature dependence of exciton Auger decay process in cuprous oxide
氧化亚铜中激子俄歇衰变过程的温度依赖性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yingmei Liu;D. Snoke
    Yingmei Liu;D. Snoke
  • 通讯作者:
    D. Snoke
    D. Snoke
EXCITONS AT HIGH DENSITY IN CUPROUS OXIDE AND COUPLED QUANTUM WELLS
氧化亚铜和耦合量子阱中高密度激子
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yingmei Liu
    Yingmei Liu
  • 通讯作者:
    Yingmei Liu
    Yingmei Liu
Comparison of <em>vanA</em> gene mRNA levels between vancomycin-resistant <em>Enterococci</em> presenting the VanA or VanB phenotype with identical Tn<em>1546</em>-like elements
  • DOI:
    10.1016/j.jmii.2014.09.003
    10.1016/j.jmii.2014.09.003
  • 发表时间:
    2016-12-01
    2016-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Hong Shen;Yingmei Liu;Jiuxin Qu;Bin Cao
    Hong Shen;Yingmei Liu;Jiuxin Qu;Bin Cao
  • 通讯作者:
    Bin Cao
    Bin Cao
共 11 条
  • 1
  • 2
  • 3
前往

Yingmei Liu的其他基金

Nonequilibrium Dynamics and Site-Resolved Imaging in a Three-Dimensional Spinor Bose-Hubbard Model Quantum Simulator
三维旋量玻色-哈伯德模型量子模拟器中的非平衡动力学和位点分辨成像
  • 批准号:
    2207777
    2207777
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 36.35万
    $ 36.35万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
    Continuing Grant
CAREER: Sodium Spinor Condensates and Their Applications in Quantum Information Science
职业:钠自旋凝聚体及其在量子信息科学中的应用
  • 批准号:
    1352168
    1352168
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 36.35万
    $ 36.35万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
    Continuing Grant

相似国自然基金

量子启发的复合语义视频实例检索技术研究
  • 批准号:
    62372339
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于量子Cramer-Rao极限的非厄米及开放系统量子感知研究
  • 批准号:
    12305031
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
倾斜光晶格超冷原子体系中的量子各态历经破缺及其调控
  • 批准号:
    12305048
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
层间耦合强化对转角双层过渡金属硫化物的量子物态调控研究
  • 批准号:
    12304540
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
彭罗斯准晶中强关联量子多体系统的蒙特卡罗研究
  • 批准号:
    12304171
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

STTR Phase I: Innovating Micro-Light Emitting Diode (LED) Manufacturing with Novel Quantum Dot Micro-Patterning Technology
STTR 第一阶段:利用新型量子点微图案化技术创新微发光二极管 (LED) 制造
  • 批准号:
    2335283
    2335283
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 36.35万
    $ 36.35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
    Standard Grant
A Dry Electrode for Universal Accessibility to EEG
用于普遍获取脑电图的干电极
  • 批准号:
    10761609
    10761609
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 36.35万
    $ 36.35万
  • 项目类别:
Development of a combined Gamma/Positron system for molecular imaging of the human brain at sub-500 micron spatial resolution
开发伽玛/正电子组合系统,用于以亚 500 微米空间分辨率对人脑进行分子成像
  • 批准号:
    10722205
    10722205
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 36.35万
    $ 36.35万
  • 项目类别:
Ultra-stable, phase sensitive, snapshot OCT system enabled by 2-Photon additive manufacturing
通过 2 光子增材制造实现超稳定、相敏、快照 OCT 系统
  • 批准号:
    10607853
    10607853
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 36.35万
    $ 36.35万
  • 项目类别:
Accelerating Gene Therapy and Editing with Advanced MS-Based Data Analysis for Nonstandard and Hybrid Nucleotide Sequences
通过基于 MS 的高级数据分析加速非标准和混合核苷酸序列的基因治疗和编辑
  • 批准号:
    10699241
    10699241
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 36.35万
    $ 36.35万
  • 项目类别: