Nonequilibrium quantum cluster expansion and its application to ultracold atoms

非平衡量子团簇膨胀及其在超冷原子中的应用

基本信息

批准号：
19J01006
负责人：
関野裕太
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度に提案した、冷却原子気体において交流スピン伝導率（光学スピン伝導率）の測定手法をさらに拡張した。第一に、スピン軌道相互作用やラビ結合が存在するようなスピン非保存系に対しても、光学スピン伝導率を測定できることを明らかにした。また、強い外場によ非平衡状態に駆動されている系の場合も、測定方法を拡張できることを解明した。また、光学スピン伝導率のさらなる理論研究も行い、冷却原子気体のプローブとしての光学スピン伝導率の有用性を明らかにした。まず、１次元p波フェルミ超流動体を解析した。この系は、相互作用の強さを変えることでトポロジカル相転移を起こす。光学スピン伝導率は、相転移点において存在するギャップレス励起に敏感であることを明かした。また、朝永・ラッティンジャー液体(TLL)の光学スピン伝導率も解析した。この系では、低周波数領域で光学スピン伝導率がべき的に振る舞い、そのべきはスピンのTLLパラメータのみで決まることが明らかとなった。TLLパラメータは1次元系の低エネルギーでの振る舞いを決める非常に重要なパラメータであるが、従来の冷却原子気体における実験ではスピンのTLLパラメータを決定することは容易ではない。そのため、1次元冷却原子系を調べる上で、光学スピン伝導率の測定は非常に有用である。

我们进一步扩展了去年提出的测量冷原子气体中交流自旋电导率（光学自旋电导率）的方法。首先，我们证明即使在存在自旋轨道相互作用和拉比耦合的自旋非守恒系统中，也可以测量光学自旋电导率。我们还发现，该测量方法可以扩展到被强外场驱动进入非平衡状态的系统。我们还对光学自旋电导率进行了进一步的理论研究，并阐明了其作为冷原子气体探针的有用性。首先，我们分析了一维 p 波费米超流体。该系统通过改变相互作用的强度来经历拓扑相变。我们发现，光学自旋电导率对相变点处存在的无间隙激发敏感。我们还分析了 Tomonaga-Luttinger 液体 (TLL) 的光学自旋电导率。在该系统中，光学自旋电导率在低频区域以类似功率的方式表现，并且该功率仅由自旋的 TLL 参数决定。 TLL参数是决定一维系统在低能量下行为的一个非常重要的参数，但利用冷原子气体中的常规实验确定自旋TLL参数并不容易。因此，光学自旋电导率的测量对于研究一维冷原子系统非常有用。