驱动-耗散 Wannier-Stark 格中的非平衡非线性效应与动力学玻色子凝聚
量子物理
2024-09-17 v2 量子气体
摘要
驱动-耗散光-物质系统一方面由于损耗和增益过程，另一方面由于有效光子-光子相互作用，可以表现出集体的非平衡现象。作为典型示例，我们研究了一个玻色子格系统，该系统通过一个由驱动-耗散耦合非线性谐振器阵列实现，其共振频率在格子上线性递增。该模型也描述了在无粒子守恒约束的倾斜势场中的驱动-耗散 Bose-Hubbard 模型。我们数值预测了由倾斜、隧穿、在位相互作用以及损耗和增益过程之间相互作用而产生的多种稳态和非稳态。我们的关键发现是，在弱在位相互作用下，玻色子主要凝聚到一个选定的单粒子 Wannier-Stark 态上，而不表现出预期的 Bloch 振荡。随着在位相互作用强度的增加，出现了一个非稳态区域，令人惊讶的是，该区域表现出周期性的 Bloch 型振荡。作为系统驱动-耗散性质的直接结果，我们预测了一个高度非平凡的相图，包括规则振荡以及混沌动力学区域。虽然使用微波或光学模式进行直接的光子实现是可能的，但这种动力学在重力或倾斜外部势场中的垂直格内的超冷气体中也可能被观察到。
引用
@article{arxiv.2404.18647,
title = {Nonequilibrium Nonlinear Effects and Dynamical Boson Condensation in a Driven-Dissipative Wannier-Stark Lattice},
author = {Arkadiusz Kosior and Karol Gietka and Farokh Mivehvar and Helmut Ritsch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.18647},
year = {2024}
}
备注
article (8 pages, 5 figures) + Supplemental Material (6 pages, 6 figures)