Quantum gases in rotating optical lattices
Dönen optik örgülerde kuvantum gazları
- Tez No: 275062
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET ÖZGÜR OKTEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Bu tez, dönen optik örgü sistemlerinde bozonlar ve fermiyonlar ayrı ayrı incelenecek şekilde iki ana bölüm halinde düzenlenmiştir. İlk bölümde, optik örgülerdeki ultrasoğuk atomlara kısa bir girişten sonra, dönmenin yarattığı yapay manyetik alan altında ve periyodik bir potansiyeldeki tek parçacık fiziği en düşük enerjili bant (s bandı) için gözden geçirilmektedir. Ardından, s bandı için kullanılan yöntemler genişletilerek, dönmenin ilk uyarılmış bant (p bandı) üzerindeki etkilerine değinilmiştir. İlk bölümde son olarak, dönen örgü sistemlerindeki çok parçacık fiziği ortalama alan yöntemi kullanılarak ele alınmakta ve süperakışkan?Mott yalıtkanı faz geçiş sınırına tek parçacık spektrumunun etkileri araştırılmaktadır. Bu bağlamda, bazı sistem parametreleri için faz diyagramında Mott yalıtkanı yakınlarında ortaya çıkması olası, Mott yalıtkanıve bozonik kesirli kuvantum Hall durumlarının birlikte var olduğu bir faz da incelenmiştir.İkinci bölüm, temelde, daha önce ele alınmış olan tek parçacık spektrumunu açığa çıkaran, topolojik Hofstadter yalıtkanının gözlenmesi için bir yöntem önerisiyle başlamaktadır. Bu yöntem, dönen bir optik örgüye ek olarak uygulanan harmonik tuzaklama potansiyeli içindeki birbiriyle etkileşmeyen fermiyonların yoğunluk dağılımının ölçülmesine dayanmaktadır. Yöntem aynı zamanda, Fermi enerjisi örgü potansiyelinin yasak bir enerji aralığında bulunduğunda ortaya çıkan bir özellik olan kesikli Hall iletkenliğinin ölçülmesine de olanak sağlamaktadır. Son olarak, yapay manyetik alan altındaki bir optik örgüde bulunan fermiyonik atomların Bardeen-Cooper-Schrieffer türü eşleşmeleri, tek parçacık yozluklarına özel önem verilerek incelenmiş ve eşlenmiş fermiyonik süperakışkan fazının girdap örgüsü yapısı için elde edilen sonuçlar sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
The thesis is structured into two main parts so as to cover bosons and fermions in rotating optical lattices separately. In the first part, after a brief introduction to ultracold atoms in optical lattices, we review the single-particle physics for the lowest (s) band of a periodic potential under an artificial magnetic field created by rotation. Next, we discuss rotational effects on the first excited (p) band of the lattice, extending the methods available for the lowest band. We conclude the first part with a discussion of many-body physics in rotating lattice systems using a mean-field approach and investigate how thetransition boundary between superfluid and Mott insulator phases is affected by the single-particle spectrum. In this context, we also examine a possible coexistent phase of Mott insulator and bosonic fractional quantum Hall states, appearing for certain system parameters near the Mott insulator lobes in the phase diagram.The second part starts with the proposal of a realization and detection scheme for the so-called topological Hofstadter insulator, which basically reveals the single-particle spectrum discussed before. The scheme depends on a measurement of the density profile for noninteracting fermions in a rotatingoptical lattice with a superimposed harmonic trapping potential. This method also allows one to measure the quantized Hall conductance, a feature which appears when the Fermi energy lies in an energy gap of the lattice potential. Finally, we explore the Bardeen-Cooper-Schrieffer type of pairing of fermionicatoms in optical lattices under an artificial magnetic field by paying special attention to single-particle degeneracies and present our results for the vortex lattice structure of the paired fermionic superfluid phase.
Benzer Tezler
- A variational approach to stationary and rotating Bose-Einstein condensates
Durağan ve dönen Bose-Einstein yoğuşmalarına varyasyonel yaklaşım
MURAT KEÇELİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET ÖZGÜR OKTEL
- Spin-1 droplets stabilized by spin fluctuations
Spin çalkantılarıyla kararlılaştırılmış spin-1 damlacıkları
TAHA ALPER YOĞURT
Doktora
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET KELEŞ
PROF. DR. MEHMET ÖZGÜR OKTEL
- Spin-orbit coupled fermi gases under adiabatic rotation
Adyabatik dönen spin-momentum bağlı fermi gazlar
ENİS DOKO
Doktora
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MENDERES IŞKIN
- Gazların termodinamik davranışlarında kuantum ölçek etkileri
Quantum size effects in the thermodynamic behaviors of gases
FIRAT COŞKUN
Doktora
Türkçe
2007
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALTUĞ ŞİŞMAN
- Kuantum gazlarının fiziksel özelliklerinin istatistiksel mekanik yöntemlerle incelenmesi
Investigation of physical properties of the quantum gases by using statistical mechanics methods
HÜSEYİN ERTİK
Doktora
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DOĞAN DEMİRHAN