Superfluidity in Three-species Mixture of Fermi Gases across Feshbach Resonances
本文通过研究费米气体三组分混合物的两个费什巴赫共振,将BEC-BCS交叉理论推广到多组分超流体。在共振态的BEC侧,两种分子是稳定的,这导致了两组分玻色凝聚。这种双组分超流态可以通过射频光谱、密度分布和短噪声测量进行实验验证。当接近BCS共振态时,由于三个费米面的失配,超流性在某一点会发生破裂,并产生一级量子相变。相分离不稳定性将发生在临界区附近。
2006-10-11 cond-mat.supr-con
Trapped Resonant Fermions above Superfluid Transition Temperature
我们研究了在超流转变温度以上的局域密度近似中具有不等布居数的共振费米子。通过费什巴赫共振调节费米子之间的吸引相互作用,系统从弱相互作用费米气体演化为强相互作用费米气体,最终成为玻色-费米混合物。费米子的密度分布进行了检查,并与实验进行比较。我们还指出了局域密度近似下局域密度、轴向密度和气体压力之间的简单关系。
2006-12-01 cond-mat.other cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Manipulating the critical temperature for the superfluid phase transition in trapped atomic Fermi gases
我们研究了囚禁势对费米子气体中BCS向超流态转变的临界温度$T_C$的影响。本文在高斯-费米近似下计算了任意幂律陷阱的$T_C$。对于非谐波陷阱,与谐波陷阱相比,$T_C$可以增加几个数量级。我们的理论结果表明,在实践中,人们可以操纵的临界温度的BCS相变的形状限制原子费米气体的陷阱。
2001-11-29 cond-mat.supr-con
Moment of inertia of a trapped superfluid gas of Fermions
本文计算了囚禁的费米子超流气体(~ 6Li)的转动惯量Q随温度的变化。在零温度时,转动惯量取无旋流动值。只有当T非常接近Tc时才能得到刚性转动。有人建议,未来的测量的旋转能量将明确揭示系统是否处于超流状态或没有。
2000-04-01 cond-mat.supr-con
Realization and Detection of Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov Superfluid Phases in Trapped Atomic Fermion Systems
在最近的一封非常有趣的信\cite{machida}中,作者提出了在被囚禁的原子费米子系统中实现空间调制或富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫(FFLO)超流态的可能性。作者在这封信中使用一维平均场解作为指导来估计FFLO相位存在的参数范围,并讨论了通过成像系统的原子密度来检测FFLO相位的可能性。在这一评论中,我想提出两点。(i)在1D中存在一个基于玻色化的精确解,它充分考虑了重要的量子涨落效应\cite{yang01} ;精确解表明FFLO态的参数范围比本函的平均场解更宽。(ii)人们可以通过扩展用于检测BCS配对\cite{regal,altman,greiner}的方法来更直接地检测FFLO配对(其中库珀对携带有限动量)。
2005-11-18 cond-mat.other cond-mat.supr-con
A fermionic superfluid state for many spinful species - III
在以前的报告(arXiv:0901.2487,arXiv:1007.0745)中,我们介绍了一个新的费米变分波函数,适用于相互作用的多物种系统和维持超流。这个解纠缠的波函数包含一个新的量子指数。在这里,我们介绍一个一般的自旋三重态版本的波函数。
2012-10-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con math-ph
BCS-BEC crossover at finite temperature for superfluid trapped Fermi atoms
考虑了有限温度下囚禁费米原子系统的BCS-BEC渡越,其中包括了平均场以外的涨落,包括超流临界温度以下和之上。我们确定的超流临界温度和对破坏温度的费米原子之间的吸引力的相互作用的函数,从弱耦合到强耦合的限制(玻色子分子形式作为绑定费米子对)。在陷阱中的密度分布也得到了所有的温度和耦合。
2004-04-29 cond-mat.supr-con
Spontaneous mass current and textures of p-wave superfluids of trapped Fermionic atom gases at rest and under rotation
在Ginzburg-Landau框架下,从理论上证明了三维简谐势阱中中性原子气体的p波超流体在静止状态下存在自发质量流,其方向与势阱的几何形状有关.在旋转下,各种类型的序参量纹理是稳定的,包括Mermin-Ho和Anderson-Toulouse-Andrihetkin涡。在雪茄形状的陷阱中,自发电流沿旋转轴的方向流动,因此垂直于普通的旋转电流。这些特征,自发的质量流在休息和纹理的形成,可以用来诊断p波超流性。
2008-11-19 cond-mat.supr-con
Universal behavior of a trapped Fermi superfluid in the BCS-unitarity crossover
本文利用密度泛函方法对零温下费米超流体的静态性质进行了广泛的计算,证明了其能量、化学势、半径等观测量的普遍行为,从BCS极限到幺正性的交叉导致费米子数的许多数量级的缩放。这种缩放允许预测系统的静态属性,大量($\sim 10^5$)的费米子,在交叉的误差为1- 2%,从那些为一个小的数量($\sim 10$)的费米子的知识。
2008-12-23 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Quantum Liquid Crystal Phases in Fermionic Superfluids with Pairing between Fermion Species of Unequal Densities
费米子系统中的超流性起源于费米子的配对和这些所谓的库珀对的玻色凝聚。库珀对通常由不同种类的费米子组成;例如在超导体中,它们是具有相反自旋的电子对。因此,配对和超流性最有利的情况是形成配对的两种费米子具有相同的密度。本文研究了两种配对粒子密度不同时可能出现的超流态,结果表明,所形成的超流态与液晶的相态具有显著的相似性。这使我们能够提供一个统一的描述可能的配对阶段,并了解它们之间的相变。
2005-08-19 cond-mat.supr-con hep-th nucl-th
Co-existence and shell structures of several superfluids in trapped three-component Fermi mixtures
研究了囚禁的相互作用三组分费米气体的性质。我们假设其中一个部件的质量可以与其他两个部件的质量不同。我们计算了三组分混合物的不同相,并找到了对应于不同配对通道的丰富多样的不同相,以及将系统从一个相调谐到另一个相的简单方法。特别是,我们预测几种不同的超流体在陷阱中共存,形成一个壳结构,和相变从这种混合物的超流体到一个单一的超流体时,系统参数或温度是变化的。这种壳结构实现了具有非平凡空间拓扑的超流体,并在气体的密度分布中留下了清晰的可观察的特征。
2007-02-28 cond-mat.supr-con
A fermionic superfluid state for many spinful species - II
在以前的报告(arxiv:0901.2487)中,我们介绍了一个新的费米子变分波函数,适用于相互作用的多物种系统和维持超流。这个波函数包含一个新的量子指数。在这里,我们引入一个自旋三重态版本的波函数,只有平行自旋对。我们还提出了一个单一的费米子物种波函数,这可能是相关的BCS到BEC过渡的问题。
2012-11-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con math-ph
Anisotropic Superfluidity in the Two-Species Polar Fermi Gas
本文研究了等密度异质费米子双组分气体中的超流对。各向同性s波相互作用和各向异性长程偶极相互作用的相互作用揭示了丰富的物理现象。我们发现,单粒子的动量分布有一个特征的椭圆形,可以合理地表示由变形参数$α$定义类似的正常阶段。有趣的动量依赖的序参量的功能被确定。我们计算了单重态和三重态超流体的临界温度,表明通过调节s波或偶极相互作用强度,可能发生配对对称性转变。
2010-10-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Phase diagram for the trapped p-wave fermionic superfluid with population imbalance
研究了费米气体中自旋三重态p波超流与总自旋投影$m_s=0$在费什巴赫共振中的配对问题.我们允许不平衡的人口,并考虑到由于存在的抛物线捕获潜力的影响。在平均场近似的一个和两个通道的配对模型,我们表明,取决于从中心的陷阱至少有两个超流态的距离将具有最低的能量。在一个陷阱中出现的超流壳层,其p波超流序参量的三个角分量中可能有两个等于零。
2016-12-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Vortices in Trapped Superfluid Fermi-gases
本文考虑了囚禁费米子原子的超流体,并研究了金斯堡-朗道体系中的单涡旋解。我们定义了简单的分析估计系统的主要特征,如涡核的大小,温度制度的存在的漩涡,旋转和相互作用与正常费米子的影响。涡核尺寸(愈合长度)的参数依赖性被发现是本质上不同的金属超导体或被困原子BEC中的BEC的BEC的BEC的E-Fermi极限的愈合长度。这表明了限制几何对费米子超流体性质的重要性。
2001-05-03 cond-mat.supr-con
Exotic superfluid states of lattice fermions in elongated traps
我们提出了具有细长陷阱的三维晶格中吸引相互作用费米子的实空间动力学平均场论计算。临界极化被发现是0.8,无论陷阱伸长率。在临界极化之下,我们发现了非常规的超流结构,其中极化超流和Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov型状态出现在整个核心区域。
2011-03-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Equilibrium and dynamics of a trapped superfluid Fermi gas with unequal masses
利用局域密度近似和谐波俘获下超流体的流体力学理论,研究了零温下粒子数相等但质量不等的相互作用费米气体.我们推导出超流组态相对于相分离的能量稳定性条件和两个组分的质量比和捕获频率的集体振荡频率。我们讨论的行为后,一个单一的组件的捕获潜力被切断,并表明,附近的费什巴赫共振,释放的组件仍然可以保持被困由于多体相互作用的影响。明确的预测$^6$ Li和$^{40}$ K的混合物与共振相互作用。
2007-09-11 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Induced P-wave Superfluidity in Asymmetric Fermi Gases
我们发现,两个新的种内P波超流相出现在两个组件的非对称费米系统与短程S波相互作用。在BEC极限下,分子BEC的声子在多余的费米子中诱导P波超流性。在BCS极限,密度波动诱导P波超流性在大多数和少数物种。这些相可以在自旋极化费米气体的实验中实现。
2006-07-10 cond-mat.other cond-mat.supr-con hep-ph
Realization, Characterization, and Detection of Novel Superfluid Phases with Pairing between Unbalanced Fermion Species
在这一章中,我们回顾了最近的实验和理论工作的各种新的超流体相的费米子系统,导致配对的不同种类的费米子具有不相等的密度。在简要回顾了超导体在强磁场作用下的实验研究和囚禁冷费米子原子系统的实验研究之后,我们讨论了如何根据对称性来表征可能的配对相,以及由于密度不平衡而导致的未配对费米子形成的费米面的结构/拓扑。我们还讨论了可能的实验探针,可用于直接检测超导体和被困冷原子系统中的超流序参量的结构,这可能会建立这些阶段的存在明确。
2007-03-28 cond-mat.supr-con hep-ph nucl-th
Suppression of Superfluidity upon Overflow of Trapped Fermions. Quantal and Thomas-Fermi Studies
在这项工作中处理两个问题:(i)一般的事实,如果一个费米子超流体在BCS制度从一个狭窄的容器溢出到一个更广泛的,配对是在溢出点抑制得多。物理的例子中,这个功能可能发挥重要作用进行了讨论(ii)一个非均匀的超流费米系统的一个Tumeras-Fermi(TF)的方法,并表明,它工作良好的情况下,局部密度近似(LDA)打破。
2011-10-06 cond-mat.supr-con nucl-th
Superfluid phase diagrams of trapped Fermi gases with population imbalance
我们提出了相图的人口不平衡,被困费米超流体附近的幺正性。除了提供定量值的超流转变温度,配对起始温度和过渡线(分离的Sarma和相分离制度),我们研究这些过渡的基础上的密度分布和密度差异的中心实验签名。BCS侧共振的预测显示出意想不到的行为,这应该通过实验来寻找。
2006-12-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pairing gap and in-gap excitations in trapped fermionic superfluids
我们考虑在赝能隙和超流温度下具有Feshbach共振增强相互作用的被囚禁原子费米气体。我们计算的频谱RF(或激光)激发的过渡,转移原子的超流态。该光谱显示了配对间隙以及未配对原子的贡献,即间隙内激发。结果支持的结论是,超流体,其中配对是一个多体效应,在最近的实验中观察到的RF光谱的配对间隙。
2004-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Vortices in p-Wave Superfluids of Trapped Fermionic Atom Gases
为了帮助研究超流性,我们从理论上研究了在三维简谐势作用下中性费米子原子气体中的p波配对超流。Ginzburg-Landau框架是p波超流体的通用框架,用来描述序参量的空间结构,即由静止和旋转时的l矢量表征的结构.由于陷阱的存在,l-矢量位形受到边界条件的强烈约束。研究发现,在静止时,基态织构具有自发超电流,雪茄形和煎饼形陷阱都有。电流方向取决于陷印形状。在旋转条件下,一对具有半缠绕数的半量子涡旋进入系统,并在两种陷阱几何中稳定。并对它们的三维结构进行了详细的解释。随着旋转速度的增加,凝结体的形状发生了变化,这与凝结体在涡核中被压低的底层涡的形成密切相关。
2009-06-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
The Superfluid State of Atomic Li6 in a Magnetic Trap
本文研究了自旋极化的Li_6原子在磁阱中的超流态。在局域密度近似下计算了简并费米气体的密度分布和BCS序参量的空间分布。临界温度被确定为阱中颗粒数量的函数。此外,我们考虑相互作用的两个组件的费米气体的机械稳定性,无论是在吸引和排斥原子间的相互作用的情况下。对于自旋极化的Li 6,我们还计算了气体的衰变率,并表明,在相空间的机械稳定的制度,寿命是足够长的,以执行实验的气体低于和高于临界温度,如果施加约5 T的偏置磁场。此外,我们建议,系统的衰变率的测量可能会发出信号的超流状态的存在。
1997-07-01 cond-mat.supr-con
d-wave Superfluid with Gapless Edges in a Cold Atom Trap
本文研究了在二维光晶格中的强排斥性费米子气体。为了解决强排斥机制,我们考虑了$t-J$哈密顿量。谐波捕获势的存在使得共存相和竞争相能够稳定。特别是,在低温下,这允许实现由纯(无间隙)正常边缘包围的d波超流区域。通过求解Bogoliubov-de Gennes方程并与局域密度近似进行比较,我们发现,在陷阱中心,费米液体序参量的下降揭示了与莫特绝缘体的接近,在那里d波带隙具有最大值.密度分布随距离线性变化。
2011-12-19 cond-mat.supr-con quant-ph
Trap and population imbalanced two-component Fermi gas in the BEC limit
利用局域密度近似(LDA)研究了零温下等质量布居不平衡的具有不等陷阱频率$(ω_{\uparrow} \neq ω_{\downarrow})$的双组分原子费米气体.我们考虑了极化(无隙)超流体稳定的强吸引玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)极限。该体系具有壳层结构:未极化的SF $\to$极化的SF $\to$正常的N。与陷阱对称情况相比,当大部分组分被紧密限制时,无隙超流壳层的尺寸增大,导致阈值极化降低,形成极化(无隙)超流核。相反,当少数组分被严格限制时,我们发现超流相主要是非极化超流相,无间隙相形成窄壳层。在不同的陷阱不对称值的极化函数的壳层半径的各种阶段,并解释了使用相图的功能。
2009-09-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Imbalanced ultracold Fermi gas in the weakly repulsive regime: Renormalization group approach for p-wave superfluidity
从理论上研究了具有短程排斥作用的二维布居不平衡费米气体的一种可能的新配对机制,这种配对机制可以在费什巴赫共振的上支上实现.我们使用一个控制良好的重整化群方法,它允许一个不带假设的对称性破缺的非平衡费米液体的不稳定性的无偏研究,并给出了从微观参数的转变温度的数值计算。我们的研究结果表明,领先的超流不稳定性的p波通道的大多数物种。相应的机制是少数物种的粒子-空穴磁化率引起的多数物种之间存在有效的吸引相互作用,其中两种物种费米面的失配起着重要的作用。我们还提出了一个实验方案,用于检测p波超流性,并讨论了相应的实验签名。
2011-11-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Probing the homogeneous spectral function of a strongly interacting superfluid atomic Fermi gas in a trap using phase separation and momentum resolved rf spectroscopy
探测阱中强相互作用费米气体的\emph{local}谱函数$A(\mathbf{k},ω)$是非常重要的。动量分辨射频光谱已被证明能够探测陷阱平均的$A(\mathbf{k},ω)$。然而,这种技术的实用性受到陷阱不均匀性的限制。独立于特定的理论,本文提出通过研究低温下相分离、布居不平衡的费米气体中少数费米子的动量分辨rf谱,可以有效地提取均匀超流费米气体(在陷阱中心)的$A(\mathbf{k},ω)$。在支持下,我们提出了计算的光谱函数和光谱强度图的各种情况下,从BCS通过BEC制度使用不同的理论。
2011-07-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pairing in Asymmetrical Fermi Systems with Intra- and Inter-Species Correlations
我们考虑在一个非对称费米系统的物种间和物种内的配对相互作用。利用运动方程方法,得到了超流能隙函数和粒子数密度的耦合平均场方程。我们构建了一个跨BCS-BEC制度的相图。由于种内相关性,BCS单重超流态可以维持有限的极化,$P$。对于较大的$P$,我们发现在BCS和BEC制度相分离。所有$P$在BEC区深部都存在超流相。我们的结果可能适用于配对在超冷费米子,核和夸克物质物理。
2007-02-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con nucl-th
Asymmetric Fermi Superfluid With Two Types Of Pairings
研究了具有双粒子和单粒子配对的非对称费米子超流体在温度和化学势失配平面上的相图。在固定的化学势下,这两种类型的配对没有混合,但引入单种配对可以消除低温下的磁不稳定性。
2007-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Triplet pair amplitude in a trapped $s$-wave superfluid Fermi gas with broken spin rotation symmetry
我们研究了在$s$波超流费米气体中,由陷阱势引起的空间反转对称性破缺引起自旋三重态库珀对振幅的可能性。基于对称性的考虑,我们澄清,这种现象可能会发生,当系统的自旋旋转对称性也被打破。我们还数值证实,一个三重对振幅真的诱导在这种情况下,使用一个简单的模型。我们的研究结果表明,这种现象已经存在于一个被困的$s$波超流体费米气体与自旋不平衡。作为这一现象的一个有趣的应用,我们指出,利用费什巴赫共振技术,通过将$s$ -波对相互作用突然转变为$p$ -波对相互作用,可以产生一种$p$ -波超流费米气体.由于库珀对通常分为自旋单重态(和偶宇称)和自旋三重态(和奇宇称),我们的结果将有助于考虑如何在超流费米气体中将它们相互混合。这种混合物在非中心对称超导领域引起了广泛的关注,因此,从冷费米气体物理的角度来看,我们的研究结果也将有助于这一研究领域的进一步发展。
2015-05-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Variational wavefunction for multi-species spinful fermionic superfluids and superconductors
我们引入了一个新的费米子变分波函数,推广了Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)波函数,它适用于相互作用的多粒子自旋系统和维持超流。应用范围从夸克物质到高温超导体。一类广泛的哈密顿量,包括相互作用和杂交的任意动量依赖不同的费米子物种之间,可以在一个全面的方式处理。这是因为物种内和物种间的相互作用都是在同样严格的基础上处理的,这是通过引入一个新的量子指数来实现的。该指数与已知的费米子物理学相一致,并允许迄今为止未解释的费米子-费米子相关性。我们导出了有限温度下的理论,从而得到了重整化准粒子色散关系,并讨论了电荷和自旋密度波序的出现。我们提出了两个电子物种在2维的数值解。基于这些解决方案,我们表明,对于等效的自旋向上和向下的费米子,费米占据因子(每自旋)等于1/2深的费米海。这构成了该理论的一个独特的实验预测,无论是对正常状态还是超流状态。有趣的是,在热力学极限下得到的这个结果与Borland和Dennis,J. Phys. B { \bf 5},7(1972)和Altunbulak和Klyachko,Commun. Math. Phys. { \bf 282},287(2008)。
2014-07-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-ph
Understanding the superfluid phase diagram in trapped Fermi gases
捕获的超冷费米气体提供了一个系统,可以通过磁场费什巴赫共振在BCS和BEC制度之间进行调谐。用扫描技术将费米子原子成对投射到分子上,实验证明了$^{40}$ K气体中费米子原子对的凝聚。在本文中,我们检查以前的数据与这种技术,探测在温度-磁场平面的相边界。比较的$^{40}$ K数据的理论计算的相图表明两者之间的良好协议。
2005-12-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Induced p-wave superfluidity in strongly interacting imbalanced Fermi gases
对于粒子数不平衡共振相互作用的费米气体,计算了由于少数自旋粒子的存在而引起的多数自旋粒子间的诱导相互作用。结果表明,这种相互作用导致的不稳定性,在低温下,最近观察到的极化子费米液相的强烈不平衡费米气体的p波超流态。我们发现,相关的转变温度,而相当小的弱相互作用BCS制度,是实验上可访问的强相互作用的单一制度。
2011-06-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Shapiro steps of superfluid Fermi gases in a ring trap across the BCS--BEC crossover
Tokyo University of Science(东京理科大学)
研究超流费米气体在环形陷阱中受移动势垒影响的输运性质,通过时间依赖的Bogoliubov-de Gennes方程模拟约瑟夫森结的动态,发现不同相互作用强度下出现清晰的低阶Shapiro步平台,揭示了相互作用在非平衡相动态中的作用。
2026-11-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
BCS-BEC crossover of atomic Fermi superfluid in a spherical bubble trap
受微重力条件下超冷原子球形泡阱的启发,提出了球壳上具有可调吸引接触相互作用的双组分费米气体通过Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)-玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)交叉的理论.推导过程遵循BCS-Leggett理论,得到了带隙和数目方程。BCS-BEC交叉可以通过调节相互作用来诱导,并且适当归一化的能隙和化学势表现出普遍的行为,而不管平面或球形几何形状。然而,球壳几何引入了另一种通过曲率诱导交叉的方式。曲率诱导的BCS-BEC交叉是通过固定粒子数和相互作用强度,同时收缩球,导致配对和动能的比例减少,并推动系统向BCS极限。超流密度的饱和进一步证实了基态是费米超流。
2022-03-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Angular Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov superfluid due to self-one-dimensionalization in imbalanced cold fermion gases
本文研究了布居不平衡费米子气体中旋转对称性自发破缺的有角Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)态。基于Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,研究了T=0附近的超流气体。我们发现,角向FFLO态在环形阱中是稳定的,而在谐波阱中不是。基于超流气体的自一维化,讨论了角向FFLO态的形成机制。
2009-12-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Trapped $^{173}$Yb Fermi gas across an orbital Feshbach resonance
从轨道费什巴赫共振的双带描述出发,在囚禁势为局域密度近似和带内Cooper对为平均场近似的假设下,研究了囚禁$^{173}$ Yb费米气体的超流性质.特别地,我们研究了由带间失谐能引起的对断裂效应与由温度同时引起的对断裂和热展宽效应之间的竞争和相互作用。我们预测了几个实验签名,直接由这种相互作用,包括超流和正常相的空间分离的陷阱内,并可能在探测这些系统中的双带超流性发挥决定性作用。
2017-01-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con