Measuring entanglement and topology in optical lattices: local answers to non-local questions
Year: 2014
Type: dissertation
Abstract: ResultadosComo hilo conductor, la tesis trata la posibilidad de caracterizar y detectar propiedades no locales de gases atómicos ultrafríos.Como hemos mencionado, las principal motivación para esta colección de propuestas surge del campo de la simulación cuántica y la información cuántica.A continuación vamos a listar los resultados principales de esta tesis, siguiendo aproximadamente el orden en que han sido estructurados los capítulos:• Un Hamiltoniano de Dirac completo y controlable puede ser implementado de forma realista en una red óptica bidimensional.Hemos revisado la forma en la que un modelo de tipo enlace fuerte (o tight-binding, en inglés) con partículas masivas puede dar lugar a teorías de fermiones sin masa de Dirac en el límite de baja energía.En particular, se detalla la relación entre todos los posibles términos que pueden incluirse en el Hamiltoniano (sin interacción) y los parámetros microscópicos controlables.Las especificidades de la implementación son explicadas de forma cuantitativa, con el objetivo de realizar una propuesta experimental completa.Por último, se sugiere el empleo de varios protocolos de medida, según las características particulares del experimento que se quiera realizar, y que allanan el camino para la realización de simulaciones más complejas en experimentos similares.Este resultado es expuesto principalmente en el capítulo 6.• El orden topológico de un aislante de Chern puede ser medido mediante imágenes en tiempo de vuelo de átomos confinados en redes ópticas.Hemos demostrado que un aislante de Chern puede ser implementado y caracterizado en un experimento de redes ópticas.Un índice (o winding number, en inglés) que toma valores en los enteros puede ser medido a partir de imágenes en tiempo de vuelo del gas atómico, lo que resulta equivalente a la medida de su número de Chern.Hemos comprobado numericámente que el protocolo de detección es robusto frente a las inhomogeneidades y temperaturas propias de estos experimentos con redes ópticas, como cabe esperar de un invariante topológico entero.Este resultado es expuesto principalmente en el capítulo 7.• El número de Chern de un sistema compuesto de dos pseudoespines puede ser medido de forma exacta a partir de índices parciales.
Author: Emilio Alba Linero
Language: English
Subfield: Atomic and Molecular Physics, and Optics
Field: Physics and Astronomy
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W56501320