Zusammenfassung - Quench-Spektroskopie für Lieb-Liniger-Bosonen im Anwesenheit eines harmonischen Fanges

Quench-Spektroskopie für Lieb-Liniger-Bosonen im Anwesenheit eines harmonischen Fanges

2025-07-10 12:23:34

{"Jiachen Yu","Yuanzhe Hu","Wenhan Chen","Jianing Yang","Xuzong Chen","Hepeng Yao"}

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Diese Forschungsarbeit untersucht die Anwendung der Quench-Spektroskopie, um das Energiespektrum eindimensionaler Bosonen in optischen Gittern mit einem harmonischen Falle zu untersuchen. Die Studie kombiniert experimentelle Messungen mit der stochastischen Renormalisierungsmethode (Density Matrix Renormalization Group, DMRG), um die Ergebnisse zu analysieren. Die Quench-Spektroskopie ist eine Technik, die aus dem Gleichgewicht austretende Dynamik nutzt, um das Energiespektrum quantenmechanischer Systeme zu untersuchen. Es wurde gezeigt, dass sie in homogenen Systemen effektiv ist, aber ihre Anwendung in Systemen mit begrenzenden Potentialen, wie harmonischen Fallen, wurde weniger erforscht. Die Forscher führten Experimente an einem eindimensionalen Bose-Hubbard-Modell mit ultrakalten Atomen von 87Rb durch. Sie bereiteten die Atome in einem nahezu reinen Bose-Einstein-Kondensat vor und luden sie in ein dreidimensionales optisches Gitter. Anschließend wiesen sie einen eindimensionalen optischen Gitter entlang der x-Richtung zu, um eine harmonische Falle zu erzeugen. Die wichtigsten Ergebnisse der Studie sind wie folgt: 1. In der Mott-Isolator-Phase (MI) wird durch die Quench-Spektroskopie immer noch ein Bruch festgestellt, aber das Band-Signal wird verbreitert und durch die halbe Brillouin-Zone abgeschnitten. Diese Breiterung kann durch die Excitationen unter harmonischer Begrenzung erklärt werden. 2. Die Quench-Spektroskopie kann zwischen der Mott-Isolator- und der Supraleiter-Phase (SF) unterscheiden, auch bei Vorhandensein der harmonischen Falle. Der umgekehrte Quench (Quenching von einer höheren auf eine niedrigere Gittertiefe) mit einer größeren Amplitude liefert das klarestes Spektrum. 3. Die Forscher führten eine statistische Analyse durch, um die Sichtbarkeit des Bruchs für ihre Messungen zu schätzen, und fanden heraus, dass der umgekehrte Quench mit etwas größerer Quench-Amplitude die beste Sichtbarkeit bietet. Die Studie bietet Einblicke in die physikalischen Mechanismen hinter der veränderten Quench-Spektroskopie in begrenzten Systemen und schlägt optimale Bedingungen für die Anwendung der Technik vor. Die Ergebnisse haben Implikationen für die Untersuchung vielfach korrelierter Quantenphasen mit potenzieller Begrenzung, wie Bose-Glasphasen in stöchiometrisch unregelmäßigen oder quasi-periodischen Systemen und die Ausbreitung des Quantenzusammenhanges in langreichweiten interagierenden Systemen.