光玻色-爱因斯坦凝聚体中的非局域性诱导表面局域化

创造和操控强关联量子多体态的能力，对于研究若干凝聚态系统中的集体现象至关重要。近几十年来，大量工作聚焦于光晶格中的超冷原子，其为模拟费米子和玻色子特殊物相提供了灵活平台。最近在染料填充微腔中玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）光的实验实现，开辟了构建固态系统光子模拟器的诱人可能，并具备相对于原子对应物的潜在优势。光子 BEC 的一个显著特征是有效光子-光子相互作用的热光本质，其本质是非局域的，从而可诱导任意范围的相互作用。这提供了系统研究具有可调相互作用范围的多体系统集体行为的机会。本文中，我们从理论上研究光子 BEC 中非局域相互作用的效应。我们首先给出双势阱中 BEC 的数值结果，然后将分析扩展到具有开放边界的短一维晶格。借助受 Newton-Raphson 方法启发的数值程序，我们模拟了与时间无关的 Gross-Pitaevskii 方程，并提供了非局域性诱导表面局域化的证据，即凝聚体密度局域于势的边界处。我们的工作为利用光子实现合成物质铺平了道路，其中长程相互作用与低维之间的相互作用可导致未探索的非平凡集体现象的出现。