Acta Physica Sinica
Observation of interaction-induced self-trapping in momentum lattices
An Feilong, WANG Yunfei, Li Yuqing, Wu Jizhou, Liu Wenliang, Li Peng, Fu Yongming, Liantuan Xiao, Jie Ma, Jia Suotang
Abstract
自俘获是指波(如光波或物质波)在系统非线性作用下,克服其固有的扩散趋势,从而在极小空间尺度内传播的现象,它是理解孤子形成、局域化行为等非线性物理过程的关键。动量晶格作为一种基于超冷原子分立动量态的合成维度,在拓扑物理、局域化等方向研究表现出巨大潜力,为研究自俘获效应提供了重要的实验平台。在动量晶格中,系统的非线性来源于原子间的相互作用,这会显著影响原子在动量晶格中的动力学演化特性,诱导产生宏观自俘获的现象,然而目前基于动量晶格的自俘获现象仍处于探索阶段。本研究基于超冷铯原子动量晶格,利用Feshbach共振技术调节原子s波散射长度,测量了不同相互作用强度下系统的动力学演化行为,随着原子间相互作用的增强,原子由零动量态向高动量态的扩散行为明显受到抑制,在强相互作用区间表现出宏观自俘获现象。研究过程选择动量分布宽度d来量化分析原子的动力学特征。实验结果为基于动量晶格实现量子多体物理的研究提供了重要参考。