Dinámica de la coherencia de fase espacial en un sistema atómico de Bose–Hubbard disipativo

Investigamos la pérdida de coherencia espacial de gases bosónicos unidimensionales en redes ópticas iluminadas por un láser de excitación casi resonante. Debido a que los átomos retroceden en una dirección aleatoria después de cada emisión espontánea, la distribución de momento atómico se ensancha progresivamente. Equivalente a esto, la función de correlación espacial (la cantidad conjugada de Fourier de la distribución de momento) se estrecha progresivamente a medida que más fotones son dispersados. Aquí medimos la función de correlación del campo de materia para distancias fijas correspondientes a sitios de vecinos más cercanos (n-n) y vecinos más lejanos (n-n-n) de la red óptica en función del tiempo, a partir de ahora llamados correladores n-n y n-n-n. Para gases en redes fuertemente interactuantes, encontramos que el correlador n-n C 1 decae como una ley de potencias a largos tiempos, C 1 ∝1/t α , en marcado contraste con el decaimiento exponencial esperado para partículas independientes. El decaimiento en ley de potencias refleja una dinámica no trivial de muchos cuerpos disipativa, donde las interacciones cambian drásticamente la interacción entre la fluorescencia que destruye la coherencia espacial y el túnel coherente entre sitios vecinos que restaura la coherencia espacial a distancias cortas. El exponente de decaimiento observado α≈0.54(6) está en buena concordancia con la predicción α=1/2 de un modelo de Bose–Hubbard disipativo que tiene en cuenta la decoherencia inducida por fluorescencia. Además, encontramos que el correlador n-n C 1 controla el correlador n-n-n C 2 a través de la relación C 2 ≈C 1 2 , también de acuerdo con el modelo de Bose–Hubbard disipativo.