Study on spontaneous symmetry breaking in ultracold atomic gases

超冷原子气体自发对称破缺研究

• 批准号: 22340114
• 负责人: UEDA MASAHITO
• 金额: $ 10.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22340114/
• 关键词: 自発的対称性の破れ; 冷却原子気体; ボース・アインシュタイン凝縮; 量子エレクトロニクス; 低音物性; 物性理論; 原子; 低温物性

In this study, we have studied various types of symmetry breaking in ultracold atomic gases. Special focus is made on Bose-Einstein condensates (BECs) with spin degrees of freedom, systems subject to spin-orbit interactions, and fast-rotating Bose systems subject to synthetic gauge fields. As for the first topic, we have succeeded in developing spinor Beliaev theory which is the next-order theory beyond Bongoliubov theory, and used it to successfully explain the phase transition in spin-2 BECs. As for the second topic, we have found various types of quantized vortices and vortex lattices which arises from spin-orbit interactions. As for the last topic, we have found the quantum Hall effect of bosons.

在这项研究中，我们研究了超冷原子气体中各种类型的对称性破缺。 特别关注的是玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）与自旋自由度，系统受自旋轨道相互作用，快速旋转玻色系统受合成规范场。 关于第一个课题，我们成功地发展了Bongoliubov理论的次阶理论--旋量Beliaev理论，并成功地解释了自旋2 BEC的相变。 关于第二个主题，我们发现了各种类型的量子化涡旋和涡旋晶格，它们是由自旋轨道相互作用产生的。 关于最后一个问题，我们发现了玻色子的量子霍尔效应。

项目成果

Gauge-spin-space rotation invariant vortices in spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates

• DOI: 10.1103/physreva.88.013621
• 发表时间: 2013-04
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: Zhi-Fang Xu;S. Kobayashi;Masahito Ueda

Integral quantum fluctuation theorems under measurement and feedback control

• DOI: 10.1103/physreve.88.052121
• 发表时间: 2013-11-14
• 期刊: PHYSICAL REVIEW E
• 影响因子: 2.4
• 作者: Funo, Ken;Watanabe, Yu;Ueda, Masahito
• 通讯作者: Ueda, Masahito

Information Thermodynamics and Fluctuation Theorem

信息热力学与涨落定理

• 发表时间: 2013
• 作者: 中野留里;羽田野直道;T.Petrosky;M. Ueda
• 通讯作者: M. Ueda

冷却原子とトポロジー

冷原子和拓扑

• 发表时间: 2011
• 作者: Kwiatek;G.;K. Plenkers;M. Nakatani;Y. Yabe;G. Dresen;and JAGUARS-Group;木村真一;清水悠司,吉岡伸也,木下修一;K. Shimada;上田 正仁
• 通讯作者: 上田 正仁

Spin Dynamics of a fragmented spinor BEC (poster)

碎片旋量 BEC 的自旋动力学（海报）

• 发表时间: 2011
• 作者: Hyodo R.;K. Ohtsuki;Y. Kawaguchi and M. Ueda
• 通讯作者: Y. Kawaguchi and M. Ueda