实现一种具有Rydberg效应修饰的扩展型玻色-哈伯德模型

《SCIENCE》：Realization of a Rydberg-dressed extended Bose-Hubbard model

超冷原子在光晶格中通过Rydberg dressing技术实现扩展相互作用，研究展示了非平衡关联动力学和平衡态密度有序现象，为光控量子多体系统提供新方法。

　　

编辑总结

在光学晶格中的超冷原子已被广泛用于模拟Hubbard模型的行为，该模型描述了晶格上相互作用粒子的物理特性。然而，以往的研究主要集中在局域相互作用上，因为这些相互作用在实验中更容易实现。Weckesser等人采用了所谓的Rydberg修饰技术，在一维光学晶格中的铷原子之间建立了长程相互作用。研究人员使用频闪修饰序列来控制之前实现过程中遇到的损耗问题，并研究了由此产生的扩展Hubbard模型的平衡态和非平衡态行为。——Jelena Stajic

摘要

在量子多体系统中，不同长度尺度之间的竞争会导致诸如相关动力学和非局域有序等现象。为了在基于晶格的量子模拟器中研究这些效应，人们提出了利用非共振光学耦合到Rydberg态来引入可调长程相互作用的方法，即Rydberg修饰技术。在这项工作中，我们利用这种方法实现了一个有效的一维扩展Bose-Hubbard模型。通过我们的量子气体显微镜，我们研究了长程排斥性束缚对和“硬杆”的相关非平衡动力学。相比之下，在接近平衡状态下，当我们逐渐开启长程相互作用时，观察到了密度有序现象。我们的结果为实现光控长程相互作用量子多体系统铺平了道路。