箱型势阱中一维玻色-约瑟夫森结的动力学研究:从相干振荡到多体退相及动力学冻结
理解低维系统中相干的量子动力学如何让位于关联主导的行为,仍是量子多体物理学的核心挑战。该工作通过研究盒式势阱约束的一维玻色-约瑟夫森结中相互作用与初始粒子数失衡的竞争机制来探讨这一难题。利用玻色体系的多组态含时Hartree方法(MCTDHB),研究人员发现了由相干性与关联诱导的碎片化效应共同支配的多种动力学区域:弱相互作用区呈现相干约瑟夫森振荡,而强初始失衡会导致振荡阻尼;在中等相互作用强度下固定相互作用仅改变初始失衡时,团队观察到动力学行为的交叉转变——微小失衡产生近乎纯净的非碎片化振荡,适度失衡引发具有坍缩-复苏特性的多体退相干,而大幅失衡则导致伴随强碎片化和多体观测量(包括轨道熵与参与率)饱和的平衡化过程;强相互作用区则进入以显著碎片化为特征的动力学冻结态,此时密度分布呈现完全分离的粒子分辨峰且隧穿效应被强烈抑制。这些发现建立了一维约瑟夫森动力学中相干性、退相干、平衡化与动力学冻结涌现及竞争的统一图像。

