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周期驱动的量子物质:共振调制情形

量子气体 2015-04-01 v2 介观与纳米尺度物理 高能物理 - 格点 量子物理

摘要

量子系统在受到快速时间周期性调制驱动时,可能表现出 qualitatively new forms of behavior(定性上全新的行为)。在大驱动频率极限下,此类系统的长时间动力学通常可由一个与时间无关的有效哈密顿量来描述,该哈密顿量一般通过微扰处理确定。在此,我们提出了一种描述时间调制物理系统的通用形式体系,其中驱动频率很大,但与静止系统固有的能级间距发生共振。这种情况目前被应用于光晶格装置中,通过对超晶格(或 Wannier-Stark 阶梯)势进行共振调制来控制格点间的隧穿矩阵元,从而为冷原子系统生成人工通量提供了一种强有力的方法。本文发展的形式体系确定了利用共振调制生成有趣通量图案和能带结构所需的基本要素。此外,我们的方法允许对动力学背后的微观运动进行简洁描述;我们基于多种动态晶格构型阐明了其特性。研究表明,微观运动对物理可观测量产生的影响强烈依赖于所实施的方案,这表明仅用有效哈密顿量进行的理论描述通常不足以捕捉系统的全时间演化。

关键词

引用

@article{arxiv.1410.8425,
  title  = {Periodically-driven quantum matter: the case of resonant modulations},
  author = {N. Goldman and J. Dalibard and M. Aidelsburger and N. R. Cooper},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1410.8425},
  year   = {2015}
}

备注

16 pages, 3 figures; includes a new Section III dedicated to the strong-driving regime