光与超冷原子的自发结晶
量子物理
2016-06-01 v2 量子气体
摘要
光在超冷原子上的相干散射涉及能量与动量的交换，从而引入了丰富的非线性动力学现象。作为一个突出例子，粒子可以自发形成稳定的周期性构型，这些构型在最大化光散射的同时，最小化了新兴光晶格中的原子势能。这种通过双模对称性破缺导致周期性晶格的自排序效应，已在光学谐振腔内的冷气体和 Bose-Einstein 凝聚态 (BECs) 中被实验观察到。在此，我们研究了自由空间中原子 BEC 周期性图样形成的新机制，该机制由远失谐、反向传播且互不干涉的正交偏振激光驱动。与以往工作不同，没有任何空间光模式被边界条件预先选定，并且从均匀态到周期序的转变等同于光与超冷原子打破连续平移对称性的结晶过程。在结晶态下，BEC 获得了类似于超固体的相，并伴随涌现的内禀长度尺度，而光场形成了允许通过集体背向散射产生声子激发的光晶格，这些激发由于无限程相互作用而存在能隙。所研究的系统构成了一种新颖的构型，允许利用超冷原子模拟包含长程声子动力学的合成固态系统。
引用
@article{arxiv.1601.04900,
title = {Spontaneous crystallization of light and ultracold atoms},
author = {Stefan Ostermann and Francesco Piazza and Helmut Ritsch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.04900},
year = {2016}
}