Beyond mean-field dynamics of ultra-cold bosonic atoms in higher dimensions: facing the challenges with a multi-configurational approach
Beyond mean-field dynamics of ultra-cold bosonic atoms in higher dimensions: facing the challenges with a multi-configurational approach
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超越高维超冷玻色子原子的平均场动力学：用多配置方法应对挑战
DOI：
10.1088/1361-6455/50/3/034003
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
P. Schmelcher
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
V. Bolsinger;S. Krönke;P. Schmelcher
探索维度对陷阱中相互作用玻色子的量子动力学（包括粒子关联）的影响是一项有趣但具有挑战性的任务。由于参与的长度尺度不同，三维短程相互作用的模拟起着特殊的作用。我们回顾了不同的方法，后者和阐述，多构型的计算策略，有限范围的潜力是足够的，从而需要大的网格来解决相关的长度尺度。这导致了计算上的挑战，其中包括复杂性与原子数量的指数缩放。我们表明，最近开发的从头算多层多组态时间依赖Hartee方法玻色子（ML-MCTDHB）（2013 J. Chem. Phys. 139 134103）可以面对数值挑战，并提出一个有效的数值实现ML-MCTDHB在三维空间，特别适合于描述量子动力学的细长陷阱。我们的方法的有益的缩放证明通过研究隧道动力学的玻色子系综在一个双井。比较三维与准一维的模拟，我们发现密度的维数诱导效应。此外，我们研究的交叉从弱横向约束，系统的平均场描述是足够的，对紧横向约束，粒子相关性和超越平均场效应是明显的。
Exploring the impact of dimensionality on the quantum dynamics of interacting bosons in traps including particle correlations is an interesting but challenging task. Due to the different participating length scales, the modelling of the short-range interactions in three dimensions plays a special role. We review different approaches for the latter and elaborate that for multi-configurational computational strategies, finite-range potentials are adequate resulting in the need for large grids to resolve the relevant length scales. This results in computational challenges, which include the exponential scaling of complexity with the number of atoms. We show that the recently developed ab initio multi-layer multi-configurational time-dependent Hartee method for bosons (ML–MCTDHB)(2013 J. Chem. Phys. 139 134103) can face both numerical challenges and present an efficient numerical implementation of ML–MCTDHB in three spatial dimensions, particularly suited to describe the quantum dynamics for elongated traps. The beneficial scaling of our approach is demonstrated by studying the tunnelling dynamics of bosonic ensembles in a double well. Comparing three-dimensional with quasi-one dimensional simulations, we find dimensionality-induced effects in the density. Furthermore, we study the crossover from weak transversal confinement, where a mean-field description of the system is sufficient, towards tight transversal confinement, where particle correlations and beyond mean-field effects are pronounced.
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DOI：
10.1088/1742-6596/691/1/012015
发表时间：
2014-12
期刊：
Journal of Physics: Conference Series
影响因子：
--
作者：
S. Klaiman;O. Alon
通讯作者：
S. Klaiman;O. Alon
打破二维玻色-爱因斯坦凝聚体的碎片恢复能力
影响因子：
2.9
作者：
Shachar Klaiman;Axel U. J. Lode;Alexej I. Streltsov;Lorenz S. Cederbaum;Ofir E. Alon
通讯作者：
Ofir E. Alon
超冷原子混合物的非平衡量子动力学：玻色子的多层多构型时间相关Hartree方法
DOI：
--
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
--
作者：
S. Krönke;Lushuai Cao;O. Vendrell;P. Schmelcher
通讯作者：
P. Schmelcher
影响因子：
2.9
作者：
T. Ernst;D. Hallwood;J. Gulliksen;H. Meyer;J. Brand
通讯作者：
T. Ernst;D. Hallwood;J. Gulliksen;H. Meyer;J. Brand
量子动力学中的离散变量表示
DOI：
10.1007/978-1-4899-2326-4_14
发表时间：
1992
期刊：
The European Physical Journal D
影响因子：
--
作者：
J. Light
通讯作者：
J. Light