СИСТЕМЫ ДВУХАТОМНЫХ ПОЛЯРНЫХ МОЛЕКУЛ В ОДНОМЕРНОЙ ГЕОМЕТРИИ ОПТИЧЕСКИХ И МАГНИТО-ОПТИЧЕСКИХ ЛОВУШЕК
https://doi.org/10.18384/2310-7251-2021-4-86-95
Аннотация
Целью настоящей статьи является обзор современных теоретических и экспериментальных исследований в работах различных авторов в области физики дипольных бозонных и фермионных квантовых ультрахолодных газов. Процедура и методы. Кратко сопоставлены и проанализированы процедуры и методы исследования двумерного и трёхмерного взаимодействия диполей. Результаты. Рассмотрено рассеяние полярных молекул в зависимости от параметров их взаимодействия: энергии диполей, их взаимного расположения, влияние внешних полей, параметров короткодействующего взаимодействия. Теоретическая и/или практическая значимость. Продемонстрирована актуальность разработки теоретического описания планарных систем двухатомных полярных молекул.
Об авторах
О. А. Доловова
Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова Российской академии наук
Россия
Россия
М. Е. Горбунов
Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова Российской академии наук; ФГБУ «ГИДРОМЕТЦЕНТР РОССИИ»
Россия
Россия
Список литературы
1. Bohn J. L., Rey A. M., Ye J. Cold molecules: Progress in quantum engineering of chemistry and quantum matter // Science. 2017. Vol. 357. No. 6355. P. 1002-1010. DOI: 10.1126/science.aam6299.
2. Cold polar molecules in two-dimensional traps: Tailoring interactions with external fields for novel quantum phases / Micheli A., Pupillo G. Büchler H. P., Zoller P. // Physical Review A. 2007. Vol. 76. Iss. 4. P. 043604. DOI: 10.1103/PhysRevA.76.043604.
3. Baranov M. A. Theoretical progress in many-body physics with ultracold dipolar gases // Physics Reports. 2008. Vol. 464. Iss. 3. P. 71-111. DOI: 10.1016/j.physrep.2008.04.007.
4. Bloch I., Dalibard J., Zwerger W. Many-body physics with ultracold gases // Reviews of Modern Physics. 2008. Vol. 80. Iss. 3. P. 885-964. DOI: 10.1103/RevModPhys.80.885
5. Micheli A., Brennen G. K., Zoller P. A toolbox for lattice-spin models with polar molecules // Nature Physics. 2006. Vol. 2. Iss. 5. P. 341-347. DOI: 10.1038/nphys287.
6. Condensed matter theory of dipolar quantum gases / Baranov M. A., Dalmonte M., Pupillo G., Zoller P. // Chemical Reviews. 2012. Vol. 112. No. 9. P. 5012-5061. DOI: 10.1021/cr2003568.
7. The physics of dipolar bosonic quantum gases / Lahaye T., Menotti C., Santos L., Lewenstein M., Pfau T. // Reports on Progress in Physics. 2009. Vol. 72. No. 12. P. 126401. DOI: 10.1088/0034-4885/72/12/126401.
8. Controlling the quantum stereodynamics of ultracold bimolecular reactions / De Miranda M. H. G., Chotia A., Neyenhuis B., Wang D., Quéméner G. Ospelkaus S., Bohn J. L., Ye J., Jin D. S. // Nature Physics. 2011. Vol. 7. Iss. 6. P. 502-507. DOI: 10.1038/nphys1939.
9. Collisions of ultracold 23Na87Rb molecules with controlled chemical reactivities / Ye X., Guo M., González-Martínez M. L., Quéméner G., Wang D. // Science advances. 2018. Vol. 4. No. 1. P. eaaq0083. DOI: 10.1126/sciadv.aaq0083.
10. Górecki W., Rzążewski K. Electric dipoles vs. magnetic dipoles - For two molecules in a harmonic trap // EPL (Europhysics Letters). 2017. Vol. 118. No. 6. P. 66002. DOI: 10.1209/0295-5075/118/66002.
11. Reaching Fermi degeneracy via universal dipolar scattering / Aikawa K., Frisch A., Mark M., Baier S., Grimm R., Ferlaino F. // Physical Review Letters. 2014. Vol. 112. Iss. 1. P. 010404. DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.010404.
12. Anisotropic superfluid behavior of a dipolar Bose-Einstein condensate / Wenzel M., Böttcher F., Schmidt J.-N., Eisenmann M., Langen T., Pfau T., Ferrier-Barbut I. // Physical Review Letters. 2018. Vol. 121. Iss. 3. P. 030401. DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.030401.
13. Observation of Quantum Droplets in a Strongly Dipolar Bose Gas / Ferrier-Barbut I., Kadau H., Schmitt M., Wenzel M., Pfau T. // Physical Review Letters. 2016. Vol. 116. Iss. 21. P. 215301. DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.215301.
14. Self-bound droplets of a dilute magnetic quantum liquid / Schmitt M., Wenzel M., Böttcher F., Ferrier-Barbut I., Pfau T. // Nature. 2016. Vol. 539. No. 7628. P. 259-262. DOI: 10.1038/nature20126.
15. Long-lived and transient supersolid behaviors in dipolar quantum gases / Chomaz L., Petter D., Ilzhöfer P., Natale G., Trautmann A., Politi C., Durastante G., et al. // Physical Review X. 2019. Vol. 9. Iss. 2. P. 021012. DOI: 10.1103/PhysRevX.9.021012.
16. Observation of a dipolar quantum gas with metastable supersolid properties / Tanzi L., Lucioni E., Famà F., Catani J., Fioretti A., Gabbanini C., Bisset R. N., Santos L., Modugno G. // Physical Review Letters. 2019. Vol. 122. Iss. 13. P. 130405. DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.130405.
17. Spin gradient demagnetization cooling of ultracold atoms / Medley P., Weld D. M., Miyake H., Pritchard D. E., Ketterle W. // Physical Review Letters. 2011. Vol. 106. Iss. 19. P. 195301. DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.195301.
18. Strongly correlated 2D quantum phases with cold polar molecules: controlling the shape of the interaction potential / Büchler H. P., Demler E., Lukin M., Micheli A., Prokof’ev N., Pupillo G., Zoller P. // Physical Review Letters. 2007. Vol. 98. Iss. 6. P. 060404. DOI: 10.1103/PhysRevLett.98.060404.
19. New frontiers for quantum gases of polar molecules / Moses S. A., Covey J. P., Miecnikowski M. T., Jin D. S., Ye J. // Nature Physics. 2017. Vol. 13. Iss. 1. P. 13-20. DOI: 10.1038/nphys3985.
20. Quantum chaos in ultracold collisions of gas-phase erbium atoms / Frisch A., Mark M., Aikawa K., Ferlaino F., Bohn J. L, Makrides C., Petrov A., Kotochigova S. // Nature. 2014. Vol. 507. No. 7493. P. 475-479. DOI: 10.1038/nature13137.
21. Emergence of chaotic scattering in ultracold Er and Dy / Maier T., Kadau H., Schmitt M., Wenzel M., Ferrier-B. I., Pfau T., Frisch A., Baier S., et al. // Physical Review X. 2015. Vol. 5. Iss. 4. P. 041029. DOI: 10.1103/PhysRevX.5.041029.
22. Yang B. C., Pérez-Ríos J., Robicheaux F. Classical fractals and quantum chaos in ultracold dipolar collisions // Physical Review Letters. 2017. Vol. 118. Iss. 15. P. 154101. DOI: 10.1103/PhysRevLett.118.154101.
23. Giovanazzi S., Görlitz A., Pfau T. Tuning the dipolar interaction in quantum gases // Physical Review Letters. 2002. Vol. 89. Iss. 13. P. 130401. DOI: 10.1103/PhysRevLett.89.130401.
24. Tuning the dipole-dipole interaction in a quantum gas with a rotating magnetic field / Tang Y., Kao W., Li K.-Yu., Lev B. L. // Physical Review Letters. 2018. Vol. 120. Iss. 23. P. 230401. DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.230401.
25. Interlayer superfluidity in bilayer systems of fermionic polar molecules / Pikovski A., Klawunn M., Shlyapnikov G. V., Santos L. // Physical Review Letters. 2010. Vol. 105. Iss. 21. P. 215302. DOI: 10.1103/PhysRevLett.105.215302.
26. Clustered Wigner-crystal phases of cold polar molecules in arrays of one-dimensional tubes / Knap M., Berg E., Ganahl M., Demler E. // Physical Review B. 2012. Vol. 86. Iss. 6. P. 064501. DOI: 10.1103/PhysRevB.86.064501.
27. Observation of dipole-dipole interaction in a degenerate quantum gas / Stuhler J, Griesmaier A., Koch T., Fattori M., Pfau T., Giovanazzi S., Pedri P., Santos L. // Physical Review Letters. 2005. Vol. 95. Iss. 15. P. 150406. DOI: 10.1103/PhysRevLett.95.150406.
28. Dipolar collisions of ultracold ground-state bosonic molecules / Guo M., Ye X., He J., González-Martínez M. L., Vexiau R., Quéméner G., Wang D. // Physical Review X. 2018. Vol. 8. Iss. 4. P. 041044. DOI: 10.1103/PhysRevX.8.041044.
29. Creation of an Ultracold Gas of Ground-State Dipolar 23Na87Rb Molecules / Guo M., Zhu B., Lu B., Ye X., Wang F., Vexiau R., Bouloufa-Maafa N., et al. // Physical Review Letters. 2016. Vol. 116. Iss. 20. P. 205303. DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.205303.
30. Quantum logic gates in optical lattices / Brennen G. K., Caves С. M., Jessen P. S., Deutsch I. H. // Physical Review Letters. 1999. Vol. 82. Iss. 5. P. 1060. DOI: 10.1103/PhysRevLett.82.1060.
31. DeMille D. Quantum computation with trapped polar molecules // Physical Review Letters. 2002. Vol. 88. Iss. 6. P. 067901. DOI: 10.1103/PhysRevLett.88.067901.
32. Ni K.-K., Rosenband T., Grimes D. D. Dipolar exchange quantum logic gate with polar molecules // Chemical science. 2018. Vol. 9. Iss. 33. P. 6830-6838. DOI: 10.1039/C8SC02355G.
33. Ticknor C. Two-dimensional dipolar scattering with a tilt // Physical Review A. 2011. Vol. 84. Iss. 3. P. 032702. DOI: 10.1103/PhysRevA.84.032702.
34. Koval E. A., Koval O. A., Melezhik V. S. Anisotropic quantum scattering in two dimensions // Physical Review A. 2014. Vol. 89. Iss. 5. P. 052710. DOI: 10.1103/PhysRevA.89.052710.
35. Hudson E. R., Campbell W. C. Dipolar quantum logic for freely rotating trapped molecular ions // Physical Review A. 2018. Vol. 98. Iss. 4. P. 040302(R). DOI: 10.1103/PhysRevA.98.040302.
36. Stabilization of a purely dipolar quantum gas against collapse / Koch T., Lahaye T., Metz J., Frohlich B., Griesmaier A., Pfau T. // Nature physics. 2008. Vol. 4. Iss. 3. P. 218-222. DOI: 10.1038/nphys887.
37. Simon B. The bound state of weakly coupled Schrodinger operators in one and two dimensions // Annals of Physics. 1976. Vol. 97. Iss. 2. P. 279-288. DOI: 10.1016/0003-4916(76)90038-5.
38. Roudnev V., Cavagnero M. Resonance phenomena in ultracold dipole-dipole scattering // Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. 2009. Vol. 42. No. 4. P. 044017. DOI: 10.1088/0953-4075/42/4/044017.
39. Dipolar Bose-Einstein condensates with dipole-dependent scattering length / Ronen S., Bortolotti D. C., Blume D., Bohn J. L. // Physical Review A. 2006. Vol. 74. Iss. 3. P. 033611. DOI: 10.1103/PhysRevA.74.033611.
40. Kanjilal K., Blume D. Coupled-channel pseudopotential description of the Feshbach resonance in two dimensions // Physical Review A. 2006. Vol. 73. Iss. 6. P. 060701(R). DOI: 10.1103/PhysRevA.73.060701.
41. Resonant control of polar molecules in individual sites of an optical lattice / Hanna T. M., Tiesinga E., Mitchell W. F., Julienne P. S. // Physical Review A. 2012. Vol. 85. Iss. 2. P. 022703. DOI: 10.1103/PhysRevA.85.022703.
42. Koval E. A., Koval О. A. Aspects of arbitrarily oriented dipoles scattering in a plane: Short-range interaction influence // Physical Review A. 2020. Vol. 102. Iss. 4. P. 042815. DOI: 10.1103/PhysRevA.102.042815.
43. Anisotropic collisions of dipolar Bose-Einstein condensates in the universal regime / Burdick N. Q., Sykes A. G., Tang Y., Lev B. L. // New Journal of Physics. 2016. Vol. 18. No. 11. P. 113004. DOI: 10.1088/1367-2630/18/11/113004.
44. A cryofuge for cold-collision experiments with slow polar molecules / Wu X., Gantner T., Koller M., Zeppenfeld M., Chervenkov S., Rempe G. // Science. 2017. Vol. 358. Iss. 6363. P. 645-648. DOI: 10.1126/science.aan3029.
Рецензия
Просмотров:
84
Послать статью по эл. почте 