Detecting One-Dimensional Dipolar Bosonic Crystal Orders via Full Distribution Functions

We explore the groundstates of a few dipolar bosons in optical lattices with incommensurate filling. The competition of kinetic, potential, and interaction energies leads to the emergence of a variety of crystal state orders with characteristic one- and two-body densities. We probe the transitions between these orders and construct the emergent state diagram as a function of the dipolar interaction strength and the lattice depth. We show that the crystal state orders can be observed using the full distribution functions of the particle number extracted from simulated single-shot images.Comment: 6 pages, 3 Figures in main text. Supplementary Information included. This version accepted for publication at Physical Review Letters. Software for the computations available at http://www.ultracold.or

Effervescence sociale et virtuosité dans l’opéra italien à l’époque de Haendel

L’opéra italien envahit l’Europe en ce début de XVIIIe siècle. Cet art social au départ créé pour les riches aristocrates se révèle dans les théâtres publics qui fleurissent un peu partout en Italie et sur le continent. Progressivement, la virtuosité est mise à l’honneur : plus qu’un drame, plus qu’une histoire, le public vient se divertir et écouter des voix surprenantes, notamment les grands castrats de l’époque. Le Bel canto voit le jour avec des compositeurs comme Vivaldi, Hasse ou Porpora, qui subliment la ligne vocale dans leurs opéras, laissant la plupart du temps l’orchestre au second plan. Sous l’envoutement de ses interprètes, l’opéra italien va jusqu’à oublier par moment son sens dramatique, la virtuosité devenant une fin en soi plus qu’un moyen de soutenir le texte. Haendel se positionne un peu à l’écart de ses contemporains quant à son rapport à l’interprète : il le considère comme un instrument parmi d’autres, et l’utilise en tirant parti de ses qualités, en mettant en valeur la technique vocale de chaque chanteur. Toutes les décisions lui appartiennent, et les traits virtuoses sont étudiés avec soin pour à la fois souligner le drame et sa structure, mais aussi la voix de l’interprète. Ainsi, cette souveraineté du chanteur si critiquée dans de nombreux écrits est peut-être une servilité acceptée par le compositeur, qui œuvre avant toute chose à la perfection de son art

Strong-field photoionization by circularly polarized light

We demonstrate that strong-field ionization of atoms driven by circularly polarized light becomes an adiabatic process when described in the frame rotating with the laser field. As a direct consequence, a conservation law emerges: in the rotating frame the energy of the tunneling electron is conserved for rotationally invariant potentials. This conservation law, arising from a classical picture, is retrieved through a proper classical-quantum correspondence when considering the full quantum system, beyond the Strong Field Approximation

Many-body physics in two-component Bose-Einstein condensates in a cavity: fragmented superradiance and polarization

We consider laser-pumped one-dimensional two-component bosons in a parabolic trap embedded in a high-finesse optical cavity. Above a threshold pump power, the photons that populate the cavity modify the effective atom trap and mediate a coupling between the two components of the Bose-Einstein condensate. We calculate the ground state of the laser-pumped system and find different stages of self-organization depending on the power of the laser. The modified potential and the laser-mediated coupling between the atomic components give rise to rich many-body physics: an increase of the pump power triggers a self-organization of the atoms while an even larger pump power causes correlations between the self-organized atoms -- the BEC becomes fragmented and the reduced density matrix acquires multiple macroscopic eigenvalues. In this fragmented superradiant state, the atoms can no longer be described as two-level systems and the mapping of the system to the Dicke model breaks down.Comment: 8 pages, 3 figures, software available at http://ultracold.or

Spectroscopie pompe-sonde de la dynamique vibronique en utilisant la génération d’harmoniques d’ordre élevé : théorie générale et applications à SO2

The SO2 molecule is long known in the literature for its complex UV absorption spectrum, which is caused by a variety of strong couplings between the electronic states involved. This long and rich history was augmented recently by new time-dependent spectroscopic methods, namely, Time-Resolved Photoelectron Spectroscopy (TRPES) and High-order Harmonic Generation (HHG). Additional open questions emerged immediately, e.g., what was the role of the different known electronic states, which were the relevant couplings and also the timescales of the different relevant processes.To resolve these issues theoretically, we start by considering the electronic ground state and the two lowest singlet excited states. The latter interact through non-adiabatic couplings leading to a complex photoabsorption spectrum. Our results were accurate, especially concerning the Clements bands, and provide a comprehensive description of the photoabsorption spectrum. When including the spin-orbit coupling, relevant for the weak long-wavelength absorption system, the three-states model turns into a 12 coupled-states system. Analysis of the different couplings gives insight into the different mechanisms of the intersystem crossing. Three main points are shown: (i) the preponderant role of a 3B2 state, (ii) the possibility of quantum interferences during the process and (iii) a new interpretation of the forbidden band.The TRPES and the HHG spectroscopies have been used to probe the time-dependent dynamics in all these states. With the aid of first-principles simulations we show that the TRPES method is sensitive to the dynamics in the manifold, while HHG is sensitive only to the intersystem crossing.La molécule SO2 est connue depuis longtemps dans la pour son spectre d'absorption compliqué résultant de forts couplages entre les états électroniques impliqués. Cette longue histoire a récemment été complétée par de nouvelles études spectroscopiques résolues en temps; la spectroscopie de photoémission (TRPES) et la génération d'harmoniques d'ordre élevé. De nouvelles questions ont ainsi émergées, concernant le rôle des différents états électroniques excités, les différents couplages et leur temps caractéristiques. Pour répondre à ces questions, nous avons considéré, dans un premier temps, l'état électronique fondamental et les deux premiers états singulets excités. Ceux-ci interagissent par l'intermédiaire de couplage non-adiabatic, conduisant à la complexité du spectre d'absorption. Nos résultats se sont avérés particulièrement précis, en particulier pour la description des bandes de Cléments, donnant lieu à leur première description et interprétation théorique. Le couplage spin-orbite et les états triplets ont été introduits dans la description du système et l'analyse de la dynamique a permis de comprendre les différents mécanismes de conversion intersystème. Trois résultats majeurs sont obtenus, (i) le rôle prédominant d'un état 3B2, (ii) la présence d'interférences quantiques lors du processus et (iii) une nouvelle interprétation de la bande dite " interdite ", émanant des état triplets. Les spectroscopies TRPES et HHG ont été utilisées pour sonder la dynamique moléculaire dans ces états. Grâce à des simulations ab-initio nous montrons que la méthode TRPES permet l'étude la dynamique pour tous les états alors que la HHG n'est sensible qu'à la conversion intersystème

Time-dependent restricted-active-space self-consistent-field theory for bosonic many-body systems

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