非凡晶格几何中的玻色-爱因斯坦凝聚
量子气体
2026-01-23 v2 量子物理
摘要
现代量子工程技术允许合成非凡晶格几何结构的量子系统，从自相似分形网络到负曲率双曲面图。我们展示，这些结构深刻重塑玻色-爱因斯坦凝聚。分形晶格显著降低凝聚温度并增强凝聚波动。在Sierpiński地毯中，紧密绑定谱中的准退化能级会使凝聚子破碎。相反，双曲面晶格表现出类似于常规三维晶格的凝聚特征，尽管其嵌入仅为二维：临界温度随系统增大而上升，凝聚分数的温度依赖性与立方晶格相同。我们通过低能态密度状态的相似性解释了这些相似性。当包含强排斥相互作用时，气体进入Mott绝缘态。对于Sierpiński三角形，我们使用多站位Gutzwiller方法及简单强耦合展开，发现其在一维和二维系统特征绝缘区之间平滑插值。我们的发现确立晶格几何作为量子相现象的强大调谐旋钮，为光子波导阵列和Rydberg原子 tweezer 阵列的实验探索铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2505.16885,
title = {Bose-Einstein condensation in exotic lattice geometries},
author = {Kamil Dutkiewicz and Marcin Płodzień and Abel Rojo-Francàs and Bruno Juliá-Díaz and Maciej Lewenstein and Tobias Grass},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.16885},
year = {2026}
}
备注
v2: revised version, accepted for publication in Phys. Rev. A