量子气体在光晶格中的一维玻色-哈伯德模型模拟

针对凝聚态物理学的一维玻色-哈伯德理论模型,应用三维光晶格囚禁超冷量子气体进行量子模拟,通过连续改变光晶格势阱深度和制备量子气体温度,实现在一维玻色-哈伯德模型中超流-莫特绝缘态量子相变过程。通过超冷原子时间飞行(TOF)成像方法,对实验中量子气体在扩散过程中动量空间的干涉图样进行分析,得到在量子相变过程中的超流成分和莫特绝缘态成分的变化数据。实验结果表明,光晶格中量子气体可以较好地模拟一维玻色-哈伯德理论模型。

三腿梯子上硬核玻色-哈伯德模型的量子蒙特卡罗研究

运用集团平均场和密度矩阵重整化群方法得到三腿梯子中玻色-哈伯德模型基于z方向密度交错排布的超固体相,比单层三角晶格多一种超固体.然而平均场超流序参量没有考虑超流的方向,这种超固体的本质有待于进一步探索.本文运用可靠的有向圈随机序列展开量子蒙特卡罗方法模拟了三腿梯子上硬核玻色-哈伯德模型,通过测量层内和层间的结构因子和超流刚硬度,发现系统具有密度ρ=1/2的固体,增加量子隧穿后,z方向不存在超固体.计算结果有助于冷原子实验寻找新的量子相.

光腔内一维扩展玻色-哈伯德模型的量子相变

光晶格为研究冷原子提供了一个非常纯净并且容易调节的实验平台.在光腔内的光晶格中载入冷原子,可以引入光子原子之间的耦合相互作用,有助于人们研究超辐射转变以及超流和超固体等量子相.除了最近邻格点之间原子排斥相互作用有助于形成超固体以外,原子光子耦合系数的正负符号随位置交替变化也有助于形成超固体.本文将这两种相互作用都考虑进光腔中扩展玻色-哈伯德模型,通过测量原子密度、光子密度、超流序参量、固体序参量和超固体序参量,用平均场方法得到系统的基态相图,发现与硬核系统相比,软核系统的超固体范围更大更容易被发现.此研究结果有助于指导光腔中冷原子实验寻找新的量子相.