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Simulation of XXZ Spin Models Using Sideband Transitions in Trapped Bosonic Gases

Chu, Anjun und Will, Johannes und Arlt, Jan und Klempt, Carsten und Rey, Ana Maria (2020) Simulation of XXZ Spin Models Using Sideband Transitions in Trapped Bosonic Gases. Physical Review Letters, 125 (24), Seite 240504. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevLett.125.240504. ISSN 0031-9007.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
598kB

Offizielle URL: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.240504

Kurzfassung

We theoretically propose and experimentally demonstrate the use of motional sidebands in a trapped ensemble of 87Rb atoms to engineer tunable long-range XXZ spin models. We benchmark our simulator by probing a ferromagnetic to paramagnetic dynamical phase transition in the Lipkin-Meshkov-Glick model, a collective XXZ model plus additional transverse and longitudinal fields, via Rabi spectroscopy. We experimentally reconstruct the boundary between the dynamical phases, which is in good agreement with mean-field theoretical predictions. Our work introduces new possibilities in quantum simulation of anisotropic spin-spin interactions and quantum metrology enhanced by many-body entanglement.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/187340/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Simulation of XXZ Spin Models Using Sideband Transitions in Trapped Bosonic Gases
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Chu, AnjunJILA, NIST and Department of Physics, University of Colorado, Boulder, Colorado 80309, USAhttps://orcid.org/0000-0001-8489-9831NICHT SPEZIFIZIERT
Will, JohannesInstitut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, D-30167 Hannover, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-0823-3402NICHT SPEZIFIZIERT
Arlt, JanCenter for Complex Quantum Systems, Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, Ny Munkegade 120, DK-8000 Aarhus C, Denmarkhttps://orcid.org/0000-0002-5782-3927NICHT SPEZIFIZIERT
Klempt, CarstenCarsten.Klempt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rey, Ana MariaJILA, NIST and Department of Physics, University of Colorado, Boulder, Colorado 80309, USAhttps://orcid.org/0000-0001-7176-9413NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:7 Dezember 2020
Erschienen in:Physical Review Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:125
DOI:10.1103/PhysRevLett.125.240504
Seitenbereich:Seite 240504
Verlag:American Physical Society
ISSN:0031-9007
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Quantenphysik, Spinmodelle, Verschränkung für Uhren
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Quantenmetrologie unter Schwerelosigkeit (QUAMETUS)
Standort: Hannover
Institute & Einrichtungen:Institut für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik > Quantengrenzen der Metrologie
Hinterlegt von: Klempt, Apl. Prof. Carsten
Hinterlegt am:11 Jul 2022 08:16
Letzte Änderung:11 Jul 2022 08:16

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