Phonon-like excitations in the two-state Bose-Hubbard model

Phonon-like excitations in the two-state Bose-Hubbard model

The spectrum of phonon-like collective excitations in the system of Bose-atoms in optical lattice (more generally, in the system of quantum particles described by the Bose-Hubbard model) is investigated. Such excitations appear due to displacements of particles with respect to their local equilibriu...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Condensed Matter Physics
Date:2015
Main Authors: Stasyuk, I.V., Velychko, O.V., Vorobyov, O.
Format: Article
Language:English
Published: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2015
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155265
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Phonon-like excitations in the two-state Bose-Hubbard model / I.V. Stasyuk, O.V. Velychko, O. Vorobyov // Condensed Matter Physics. — 2015. — Т. 18, № 4. — С. 43004: 1–14. — Бібліогр.: 35 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-155265
record_format dspace
spelling Stasyuk, I.V.
Velychko, O.V.
Vorobyov, O.
2019-06-16T15:13:08Z
2019-06-16T15:13:08Z
2015
Phonon-like excitations in the two-state Bose-Hubbard model / I.V. Stasyuk, O.V. Velychko, O. Vorobyov // Condensed Matter Physics. — 2015. — Т. 18, № 4. — С. 43004: 1–14. — Бібліогр.: 35 назв. — англ.
1607-324X
DOI:10.5488/CMP.18.43004
arXiv:1512.07788
PACS: 03.75.Hh, 03.75.Lm, 64.70.Tg, 71.35.Lk, 37.10.Jk, 67.85.-d
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155265
The spectrum of phonon-like collective excitations in the system of Bose-atoms in optical lattice (more generally, in the system of quantum particles described by the Bose-Hubbard model) is investigated. Such excitations appear due to displacements of particles with respect to their local equilibrium positions. The two-level model taking into account the transitions of bosons between the ground state and the first excited state in potential wells, as well as interaction between them, is used. Calculations are performed within the random phase approximation in the hard-core boson limit. It is shown that excitation spectrum in normal phase consists of the one exciton-like band, while in the phase with BE condensate an additional band appears. The positions, spectral weights and widths of bands strongly depend on chemical potential of bosons and temperature. The conditions of stability of a system with respect to the lowering of symmetry and displacement modulation are discussed.
Дослiджується спектр колективних збуджень фононного типу в системi бозе-атомiв у оптичнiй ґратцi (бiльш загально, у системi квантових частинок, якi описуються моделлю Бозе-Хаббарда). Такi збудження виникають завдяки змiщенням частинок вiдносно їх локальних рiвноважних позицiй. Використано дворiвневу модель, яка приймає до уваги переходи бозонiв мiж основним i першим збудженим станом у потенцiальних ямах, а також взаємодiю мiж ними. Розрахунки проведено у наближеннi хаотичних фаз та в границi жорстких бозонiв. Показано, що спектр збуджень складається у нормальнiй фазi з однiєї зони екситонного типу, в той час як у фазi з бозе-конденсатом виникає додаткова зона. Розташування, спектральнi ваги та ширини зон суттєвим чином залежать вiд хiмiчного потенцiалу бозонiв та температури. Обговорюються умови стiйкостi системи вiдносно зниження симетрiї та модуляцiї змiщень.
en
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
Condensed Matter Physics
Phonon-like excitations in the two-state Bose-Hubbard model
Збудження фононного типу у двостановiй моделi Бозе-Хаббарда
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Phonon-like excitations in the two-state Bose-Hubbard model
spellingShingle Phonon-like excitations in the two-state Bose-Hubbard model
Stasyuk, I.V.
Velychko, O.V.
Vorobyov, O.
title_short Phonon-like excitations in the two-state Bose-Hubbard model
title_full Phonon-like excitations in the two-state Bose-Hubbard model
title_fullStr Phonon-like excitations in the two-state Bose-Hubbard model
title_full_unstemmed Phonon-like excitations in the two-state Bose-Hubbard model
title_sort phonon-like excitations in the two-state bose-hubbard model
author Stasyuk, I.V.
Velychko, O.V.
Vorobyov, O.
author_facet Stasyuk, I.V.
Velychko, O.V.
Vorobyov, O.
publishDate 2015
language English
container_title Condensed Matter Physics
publisher Інститут фізики конденсованих систем НАН України
format Article
title_alt Збудження фононного типу у двостановiй моделi Бозе-Хаббарда
description The spectrum of phonon-like collective excitations in the system of Bose-atoms in optical lattice (more generally, in the system of quantum particles described by the Bose-Hubbard model) is investigated. Such excitations appear due to displacements of particles with respect to their local equilibrium positions. The two-level model taking into account the transitions of bosons between the ground state and the first excited state in potential wells, as well as interaction between them, is used. Calculations are performed within the random phase approximation in the hard-core boson limit. It is shown that excitation spectrum in normal phase consists of the one exciton-like band, while in the phase with BE condensate an additional band appears. The positions, spectral weights and widths of bands strongly depend on chemical potential of bosons and temperature. The conditions of stability of a system with respect to the lowering of symmetry and displacement modulation are discussed. Дослiджується спектр колективних збуджень фононного типу в системi бозе-атомiв у оптичнiй ґратцi (бiльш загально, у системi квантових частинок, якi описуються моделлю Бозе-Хаббарда). Такi збудження виникають завдяки змiщенням частинок вiдносно їх локальних рiвноважних позицiй. Використано дворiвневу модель, яка приймає до уваги переходи бозонiв мiж основним i першим збудженим станом у потенцiальних ямах, а також взаємодiю мiж ними. Розрахунки проведено у наближеннi хаотичних фаз та в границi жорстких бозонiв. Показано, що спектр збуджень складається у нормальнiй фазi з однiєї зони екситонного типу, в той час як у фазi з бозе-конденсатом виникає додаткова зона. Розташування, спектральнi ваги та ширини зон суттєвим чином залежать вiд хiмiчного потенцiалу бозонiв та температури. Обговорюються умови стiйкостi системи вiдносно зниження симетрiї та модуляцiї змiщень.
issn 1607-324X
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155265
citation_txt Phonon-like excitations in the two-state Bose-Hubbard model / I.V. Stasyuk, O.V. Velychko, O. Vorobyov // Condensed Matter Physics. — 2015. — Т. 18, № 4. — С. 43004: 1–14. — Бібліогр.: 35 назв. — англ.
work_keys_str_mv AT stasyukiv phononlikeexcitationsinthetwostatebosehubbardmodel
AT velychkoov phononlikeexcitationsinthetwostatebosehubbardmodel
AT vorobyovo phononlikeexcitationsinthetwostatebosehubbardmodel
AT stasyukiv zbudžennâfononnogotipuudvostanoviimodelibozehabbarda
AT velychkoov zbudžennâfononnogotipuudvostanoviimodelibozehabbarda
AT vorobyovo zbudžennâfononnogotipuudvostanoviimodelibozehabbarda
first_indexed 2025-12-07T13:12:56Z
last_indexed 2025-12-07T13:12:56Z
_version_ 1850855314247647232

Similar Items