Decay, scattering, and decoherence in many-body quanum systems

多体量子系统中的衰变、散射和退相干

基本信息

项目摘要

Under the specific scattering perspective of the Forschergruppe, we focus on systems where complex dynamics result from particle-particle interactions. In particular, we will study the paradigmatic cases of interacting bosons in optical lattices and the three-body Coulomb problem. Both these cases exhibit characteristic features of open quantum systems, such as the loss of particles to the multi-particle continuum, the exchange of energy with a probe particle or interaction-induced decoherence. We seek a microscopic theory for these phenomena.In the first part of the project, we will examine the decay of interacting bosons trapped inside an optical lattice, which may escape from the lattice by tunneling to the many-body continuum. For this purpose, we will pursue an approximate master-equation ansatz, but also rely on exact numerical techniques such as complex dilation, as we have already applied it to the three-body Coulomb problem.In the second part, we will study inelastic scattering from Bose-Einstein condensates (BECs) confined in small lattices, with the purpose of probing the BEC by a scattering particle without destroying the condensate. In particular, we want to understand how the regular, mixed, or chaotic phase-space structure underlying the BEC’s quantum dynamics is reflected in the scattering process and explore the possibility of a random matrix theory modeling.In the third part of the project, we will investigate the interaction-induced decay of atomic Bloch oscillations on tilted optical lattices, focusing on that regime where the many-body level statistics is chaotic. Specifically, we want to understand how these spectral properties control the loss of coherence.
在Forschergruppe的特定散射角度下,我们专注于由粒子粒子相互作用引起的复杂动力学的系统。特别是,我们将研究光学晶格中相互作用的玻色子和三体库仑问题的范式。这两种情况都表现出开放量子系统的特征,例如粒子损失到多粒子连续体,用探针粒子或相互作用诱导的反谐压的能量交换。我们为这些现象寻求一个微观理论。在项目的第一部分中,我们将研究被困在光学晶格中的相互作用玻色子的衰变,该玻色子可以通过隧道隧道延伸到多体连续体来逃脱。为此,我们将追求大约的主等式ANSATZ,但也依赖于精确的数值技术,例如复杂的扩张,因为我们已经将其应用于三体库仑问题。特别是,我们想了解BEC的量子动力学基础的规则,混合或混合相位空间结构如何反映在散射过程中,并探讨了随机矩阵理论建模的可能性。在项目的第三部分中,我们将研究互动引起的跨性别bloch骨的衰减,以统计到许多统计范围,以统计到许多统计中,以置于许多方面,以此为重点介绍了许多范围。具体而言,我们想了解这些光谱特性如何控制连贯性的丧失。

项目成果

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专利数量(0)
Unsharp continuous measurement of a Bose-Einstein condensate: Full quantum state estimation and the transition to classicality
  • DOI:
    10.1103/physreva.86.033624
  • 发表时间:
    2012-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    M. Hiller;M. Rehn;Francesco Petruccione;A. Buchleitner;T. Konrad
  • 通讯作者:
    M. Hiller;M. Rehn;Francesco Petruccione;A. Buchleitner;T. Konrad
Scattering laser light on cold atoms: Toward multiple scattering signals from single-atom responses
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  • DOI:
    10.1103/physreva.82.013832
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Thomas Wellens;Tobias Geiger;Vyacheslav Shatokhin;Andreas Buchleitner
  • 通讯作者:
    Andreas Buchleitner
Quantum dynamics in the bosonic Josephson junction
  • DOI:
    10.1103/physreva.82.053617
  • 发表时间:
    2010-11-17
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Chuchem, Maya;Smith-Mannschott, Katrina;Cohen, Doron
  • 通讯作者:
    Cohen, Doron
Tunneling decay of two interacting bosons in an asymmetric double-well potential: A spectral approach
  • DOI:
    10.1103/physreva.87.043626
  • 发表时间:
    2013-04-19
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Hunn, Stefan;Zimmermann, Klaus;Buchleitner, Andreas
  • 通讯作者:
    Buchleitner, Andreas
Limits to multipartite entanglement generation with bosons and fermions
  • DOI:
    10.1103/physreva.87.022319
  • 发表时间:
    2012-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    M. Tichy;F. Mintert;A. Buchleitner
  • 通讯作者:
    M. Tichy;F. Mintert;A. Buchleitner
共 5 条
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