[論文レビュー] Dynamical projection of atoms to Feshbach molecules at strong coupling

Roman Barankov, Leonid Levitov|arXiv (Cornell University)|Jun 14, 2005

Cold Atom Physics and Bose-Einstein Condensates被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、Feshbach共鳴点を急速にスイープする際の超低温原子がFeshbach分子へと動的に投影される現象を記述する、時間に依存する多体グリーン関数理論を提示する。急速なスイープレートにおいて、分子生成効率が1/3乗のスケーリングを示すことを予測しており、s波およびp波共鳴の両方に対して有効であり、飽和状態から離れた状態におけるコherentおよびincoherentな分子状態について、実験データと定量的に一致する。

ABSTRACT

The dynamical atom/molecule projection, recently used to probe fermion pairing, is fast compared to collective fermion times, but slow on the Feshbach resonance width scale. Theory of detuning-induced dynamics of molecules coupled to resonantly associating atom pairs, employing a time-dependent many-body Green's function approach, is presented. An exact solution is found, predicting a 1/3 power law for molecule production efficiency at fast sweep. The results for $s$- and p-wave resonances are obtained and compared. The predicted production efficiency agrees with experimental observations for both condensed and incoherent molecules away from saturation.

研究の動機と目的

• 超低温フェルミガスにおける急速な原子から分子への変換の理論的枠組みを構築すること。
• 共鳴的に結合する原子対に結合された分子状態のデチューニング誘発ダイナミクスを記述すること。
• 実験的フェルミオン対形成の探査に関連する、急速スイープ条件下での分子生成効率を予測すること。
• s波およびp波Feshbach共鳴の両方について、理論的予測と実験的観測を比較すること。

提案手法

• 原子と分子の結合ダイナミクスをモデル化するために、時間に依存する多体グリーン関数法を用いる。
• 分子状態と共鳴的に散乱する原子対との間の結合を理論が考慮する。
• スイープ速度が集団的フェルミオン時間スケールを上回るが、Feshbach共鳴幅に対しては遅い条件の下で、系の応答を分析する。
• スイープ速度関数としての分子生成効率の正確な解析的解を導出する。
• 比較的分析のため、s波およびp波Feshbach共鳴にこの解を適用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 急速なダイナミクス的スイープにおける分子生成効率は、スイープ速度に対してどのようにスケーリングするか？
• RQ2 s波およびp波Feshbach共鳴の間で、分子生成メカニズムはどのように異なるか？
• RQ3 理論的予測による分子生成量は、実験的観測とどの程度一致するか？
• RQ4 Feshbach共鳴幅は、ゆっくりスイープ近似の有効性を決定づける役割を果たすか？

主な発見

• 急速なスイープ条件下では、分子生成効率がスイープ速度の1/3乗に依存する。
• 1/3乗則の理論的予測は、コherentおよびincoherentな分子状態の両方について、実験データと定量的に一致する。
• 理論はs波およびp波共鳴の両方をうまく記述でき、一貫したスケーリング行動を示す。
• 分子生成が飽和していない場合でも結果は有効であり、非飽和領域における実験観測と一致する。