驱动耗散且空间相关的光物质系统中的非厄米动力学

量子力学教科书中描述的纯量子态，在真实系统中不可避免地会因与环境的任何耗散连接而退化。在这项工作中，我们推导了一个统一的理论框架来研究驱动耗散量子系统的非厄米动力学，并通过与物质波衍射的实验数据进行比较来验证它。为了突出耗散的作用，我们在光物质相互作用的近共振区域进行比较，在该区域微扰方法失效。在这里，我们表明所发展的形式体系能够实现精确模拟和基于模态分析的直观解释。理论分析基于驱动耗散系统的一般主方程描述，从中我们推导出一个有效的复势$V_\mathrm{eff}(\Omega,\Delta)$，它依赖于控制参数，如光物质相互作用的幅度和失谐。在实验上，我们使用周期性激发态工程驱动$^{87}$Rb玻色-爱因斯坦凝聚体接近共振，将空间调制的$V_{\rm eff}[\Omega,\Delta(x)]$映射到动量空间以进行精确量化。实验结果与主方程的数值模拟一致，并展示了相干驱动和耗散之间的相互作用，具有一个特殊的特征：随着驱动的增加，衰减率降低。这种动力学随后通过非厄米哈密顿量$H_\mathrm{eff}=p^2/2m+V_\mathrm{eff}$的模态分析来解释，为这种驱动耗散系统提供了直观和定性的解释。