光晶格装载BEC原子的非平衡动力学：超越HFB近似

在这项工作中，我们使用双粒子不可约（2PI）闭时路径（CTP）有效作用量来描述选择性装载到一维光晶格每第三个格点上的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的非平衡动力学。这项工作的动机是美国国家标准与技术研究院（NIST）最近对该系统的实验实现，其中通过使用中间超晶格来控制原子在光晶格中的位置。在具有这种初始构型的2PI CTP方案下，考虑了三种不同的近似：a) Hartree-Fock-Bogoliubov（HFB）近似，b) 2PI有效作用量的次领头阶1/$\mathcal{N}$展开至相互作用的二阶，以及c) 相互作用强度的二阶微扰展开。我们给出了这些近似之间的详细比较，并通过将它们与中等数量原子和势阱的精确多体解进行对比来确定其有效性范围。作为一个普遍特征，我们观察到，由于二阶2PI近似以系统的方式包含了多粒子散射，它们能够捕捉到精确解中表现出的阻尼效应，而平均场无碰撞方法无法产生这种效应。虽然二阶近似显示出比HFB近似有明显的改进，但我们的数值结果表明，在相互作用效应显著的后期，它们的效果并不理想。