紧束缚阱中自旋凝聚体的量子转子理论

在这项工作中，我们从理论上构建了多粒子玻色子系统到量子转子模型的精确映射。我们特别分析了自旋玻色-爱因斯坦凝聚体的转子表示。先前的工作表明，具有固定粒子数和二次塞曼相互作用的自旋为一凝聚体可以精确映射到量子转子模型。由于转子模型具有无上界的谱，它比原始玻色子模型拥有更多的本征态。这里我们证明，对于每个具有固定自旋F_z的状态子集，物理的转子本征态总是那些能量最低的态。我们分类了转子模型的三个不同物理极限：拉比、约瑟夫森和福克区域。最后一个区域对应于碎片化凝聚体，因此玻戈留博夫理论无法描述。接下来，我们考虑转子问题的半经典极限，并通过使用Husimi分布函数与量子波函数建立联系。最后，我们描述了如何将分析扩展到更高自旋系统，并推导了自旋为二凝聚体的转子模型。本文还提供了转子映射的理论细节。