非平衡1次元ボース気体(サブゼミ,第56回物性若手夏の学校(2011年度) 研究と人生の指針-Beyond the CoMPaSS of your field.-,講義ノート)

Abstract

可積分系であるLieb-Linigerのモデルハミルトニアンを、2本の光格子ビームによって形成した1次元系に、ボース・アインシュタイン凝縮した原子気体を誘導することにより実現した。原子間相互作用の強さを広範囲にわたって制御し、相互作用が弱く平均場により記述可能な擬凝縮した1次元ガスから、相互作用の強い極限でボソンがスピンのない自由なフェルミオンのようにふるまう強相関ボソン系(Tonks-Girardeauガス)へと移行することを、初めて実験によって確認した。また、熱平衡状態から遠く離れた非平衡状態にある1次元ボース気体は、弱いトラッピングポテンシャルがあるものの、依然可積分性を保持しており熱平衡化しないこと、一方、トンネリングにより互いにカップルした1次元系では可積分性が破れ、熱平衡化することを確認した。これら一連の実験について解説する。