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
Exotic p-wave superfluidity of single hyperfine state Fermi gases in optical lattices
本文研究了准二维光晶格中单个超精细态超冷原子气体的p波(三重态)配对。我们发现,在晶格模型的临界温度是相当高的,实验上可达到约半填充的连续介质模型的预测相比,p波超流体。在四方晶格中,我们发现,原子的压缩性和自旋磁化率在低温下有一个峰值,正好在半填充处,但这个峰值在正交晶格中分裂成两个。这些峰反映了超流性序参量的p波结构,当从下面接近临界温度时,这些峰消失。我们还计算了超流的密度张量,并表明,对于正交的情况下,没有非对角分量,但在tetraphite的情况下,非对角分量的发展,并成为一个关键的签名的异国情调的p-波状态。
2005-04-01 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
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
On Translational Superfluidity and the Landau Criterion for Trapped Bose gases in the Gross-Pitaevski Limit
对于俘获的玻色气体,比较了超流性的双流体和朗道准则。虽然双流体判据预测平移超流性,它建议,在均匀的Gross-Pitaevski极限的基础上,朗道判据的必要部分,适用于非几何不变系统,不适用于GP极限中的玻色气体。因此,如果可压缩性被检测到是非常大的(无限的实验标准)的两个流体标准被认为是相关的情况下,系统是一个translational超流,而朗道标准是相关的,如果平移超流是缺席。
2008-08-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Superfluid-Insulator Transition of Strongly Interacting Fermi Gases in Optical Lattices
研究了光晶格中费米子超流(SF)与费米子带绝缘体(BI)之间的量子相变。能带绝缘体的破坏是由费米子从价带到各个导带形成库珀对的能量增益驱动的。我们表明,过渡必须发生在相当浅的晶格高度,$V_{o}/E_{R}$之间的2.23和4.14。后者是平均场论的预测,而前者是打开带隙的值。当跨越共振到分子侧时,玻色子分子的SF-BI跃迁演化为SF-莫特绝缘体跃迁。我们还将提出的整体相图SF绝缘体转变的BCS-BEC家庭。
2007-05-04 cond-mat.supr-con
Singular Vortex in Narrow Cylinders of Superfluid 3He-A Phase
受日本东京大学ISSP正在进行的旋转低温恒温器实验的启发,我们研究了半径为R= 50 μ m和115 μ m的窄圆柱中超流3 He-A相的织构和涡旋。计算基于Ginzburg-Landau(GL)框架,充分考虑了手征p波配对超流体的轨道(l-矢量)和自旋(d-矢量)自由度。在P=3.2MPa和H=21.6mT下,采用适合于实际实验情况的最佳GL参数数值求解GL自由能泛函。我们确定的基态L-矢量配置为径向反旋(RD)纹理与极核在休息和低旋转和相关的D-矢量纹理下的高磁场下的两个狭窄的圆柱体系统。在临界转速以上,中心有一个奇异点的RD织构转变为Mermin-Ho织构,为本文提出的方法提供了实验验证。
2009-07-08 cond-mat.supr-con
Spectroscopy of Superfluid Pairing in Atomic Fermi Gases
本文研究了费米子BCS超流态到分子玻色-爱因斯坦凝聚的过渡过程中密度和自旋的动力学结构因子。这两个结构因子都可以通过布拉格光谱学进行实验,并允许识别配对机制:自旋结构因子允许确定两个粒子的间隙,而密度结构中的集体声音模式揭示了超流状态。
2004-04-05 cond-mat.stat-mech 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
Topological superfluid in one-dimensional spin-orbit coupled atomic Fermi gases
ARC量子原子光学卓越中心,原子光学和超快光谱中心,斯威本科技大学,墨尔本3122,澳大利亚
2012-01-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the BCS gap equation for superfluid fermionic gases
我们严格推导了具有点相互作用的超流费米子气体的BCS能隙方程。我们的出发点是BCS能量泛函,当相互作用势的范围为零时,我们研究其最小值。
2014-03-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con math-ph
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
Ultra high temperature superfluidity in ultracold atomic Fermi gases with mixed dimensionality
实现更高的超流转变$T_c$一直是超导和原子费米气体领域的目标。在这里,我们建议,通过使用混合维数,可以实现超高温超流体在两个组件的原子费米气体,其中一个组件感觉到一个规则的三维(3D)连续空间,而另一个是受一维光学晶格势。通过调节晶格间距和陷阱深度,可以有效地提高费米能级,从而在配对时,超流可以在超高温(以费米能量为单位)甚至超过量子简并区域发生,远远超过普通3D费米气体和所有其他已知的超流体和超导体中的温度。
2018-09-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superfluidity of p-wave and s-wave atomic Fermi gases in optical lattices
研究了准二维光晶格中单个超精细态的p波配对和两个超精细态的s波配对。首先,我们分析了p波和s波对称性的超流性质在严格弱耦合BCS制度,我们讨论了序参量,化学势,临界温度,原子压缩性和超流密度作为填充因子的函数的四角和正交光晶格。其次,我们分析了p波和s波超流体在低温下从BCS到BEC区域的演化过程中的超流性质($T \approx 0$),其中我们讨论了准粒子激发谱、化学势、原子可压缩性、库珀对尺寸和动量分布作为填充因子和相互作用强度的函数的变化。
2005-11-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct Observation of the Superfluid Phase Transition in Ultracold Fermi Gases
水冻结成冰,原子自旋在磁铁中自发排列,液氦变成超流体:相变是戏剧性的现象。然而,尽管系统的行为发生了巨大的变化,但观察这种转变有时可能是微妙的。玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)和超流性的标志是在热云中突然出现一个致密的中心核。在强相互作用的气体中,例如最近观察到的费米子超流体,超流体和云的正常部分之间的这种明确分离不再存在。费米子对的凝聚只能用磁场扫描到弱相互作用区来检测。这些扫描的定量描述提出了一个重大的理论挑战。在这里,我们表明,超流相变可以直接观察到的形状的云,在完全类似的情况下,弱相互作用玻色气体的突然变化。通过制备参与配对的两个自旋分量的不等混合物,我们大大增强了超流核和正常分量之间的对比度。此外,多余原子的非相互作用翼可以作为直接和可靠的温度计。即使在正常状态下,强相互作用也会使多数自旋分量的密度分布显著变形。我们表明,正是这些相互作用驱动正常到超流体的过渡在临界人口不平衡的70(5)%。
2006-05-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tuning Dissipation and Excitations in Superfluid Fermi Gases with a Moving Impurity
本文发展了一种方法来提取浸没在超流费米气体中的重运动杂质的耗散。拖曳力的解析推导。作为奖励,我们能够提取的动力学结构因子,从密度激发系统仔细检查。我们表明,通过阻力耗散与两种类型的激发,一个是单粒子和其他集体。我们绘制出跨BEC-BCS交叉耗散的临界速度,与现有的实验一致。对于磁性杂质,我们表明,耗散是免疫的集体激发。我们的研究清楚地表明,耗散和相关的激发可以通过耦合超流费米气体与运动杂质控制,并为进一步探索非平衡现象和耗散动力学的有趣领域铺平了道路。
2019-02-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Helical spin texture in a thin film of superfluid ${}^3$He
我们考虑一个薄膜的超流${}^3$他的条件下,稳定的A相。我们表明,在存在一个均匀的超流和外部磁场垂直于薄膜,自旋自由度发展的不均匀,螺旋纹理。我们的预测是强大的,只依赖于伽利略不变性和其他对称性的${}^3$他,诱导耦合的轨道和自旋自由度。螺旋序的长度尺度可以通过改变超流的速度和磁场来调整,并且可能在不久的将来的实验中实现。
2019-06-08 cond-mat.supr-con hep-th
Rotation induced superfluid-normal phase separation in trapped Fermi gases
在量子化涡旋不被激发的假设下,我们利用Bogoliubov-de Gennes方法分析了旋转对简谐囚禁费米气体的基态相位的影响。我们发现,旋转打破库珀对,位于附近的陷阱的边缘,这导致之间的非旋转超流(完全配对)原子位于陷阱中心和刚性旋转正常(非配对)原子位于朝向陷阱的边缘,与共存(部分配对)区域之间的相分离。此外,我们表明,在共存区域中发生的超流相的特点是由一个无间隙的激发光谱,它是不同的带隙的相位附近的陷阱中心发生。
2009-01-21 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Aspects of Superfluid Cold Atomic Gases in Optical Lattices
本文综述了我们对零温下光晶格中冷原子气体玻色和费米超流体的研究。特别地,我们着重研究了Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)态和玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)态之间的超流费米气体,这使得我们能够从统一的角度研究玻色和费米超流.我们讨论了沿一个空间方向周期性光晶格中超流费米气体的基本静态和长波长性质(例如状态方程、不可压缩性和有效质量)、能量稳定性和能带结构。周期势使原子对被强束缚,这会影响超流的静态和长波长性质以及稳定性。在能带结构方面,在超流费米气体和玻色情况下,都可以出现一种称为“燕尾”的环状结构,但费米情况下的出现机制与玻色情况下的有很大不同。基于冷原子气体作为哈伯德模型的量子模拟器的作用,简要讨论了光晶格中冷原子气体所能表现出的其它量子相。
2013-10-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-th
Pairing and Superfluid Properties of Dilute Fermion Gases at Unitarity
利用非微扰限制路径积分蒙特卡罗(R-PIMC)方法,研究了三维费米子稀气体系统,系统的吸引相互作用被调谐到幺正点.在有限温度下计算了该系统的配对和超流性质。在很低的温度下,我们的结果与以前的基态量子蒙特卡罗计算的总能量非常一致。我们确定的温度$T^\ast\approx 0.70ε_F$以下的配对相关性的发展,并估计超流转变的临界温度$T_c\approx 0.25ε_F$从超流密度的有限尺寸标度分析。
2006-08-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Normal-Superfluid Interface Scattering For Polarized Fermion Gases
我们认为,对于最近的实验与不平衡的费米子气体,温度差可能会发生之间的正常(N)和带隙的超流(SF)相。利用平均场理论,我们研究了粒子在N-SF界面上从深BCS到么正态的散射。我们发现,整个界面的热导率呈指数快速下降与增加$h/k_B T$,其中$h$是化学势的不平衡。这意味着N相和SF相之间的热平衡被阻断。我们还提供了一个可能的机制,创造间隙振荡(FFLO样状态),在最近的研究中看到这些系统。
2007-04-30 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Inhomogeneous Topological Superfluidity in One-Dimensional Spin-Orbit-Coupled Fermi Gases
在一维自旋轨道耦合费米气体中,我们从理论上预言了一种具有空间调制对隙的奇异拓扑超流态。这种非均匀拓扑超流性是通过在一维光晶格中同时施加垂直的塞曼磁场和等权重的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合引起的。基于自洽的Bogoliubov-de Gennes理论,我们证实了这种新的拓扑相是库珀对的唯一凝聚,体现了超流的非均匀性与其非平凡拓扑结构之间的相互作用.通过研究相关的$\mathbb{Z}_{2}$拓扑数、本征能量和态密度谱以及局域化Majorana端模的波函数,详细研究了突现Majorana束缚态的性质.实验观察这种新的拓扑状态的物质的可行性进行了讨论。
2016-10-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
The Nature of Superfluidity in Ultracold Fermi Gases Near Feshbach Resonances
我们用BCS-BEC交叉理论研究了费米气体原子的超流态。我们的方法强调非凝聚费米子对强烈杂交与他们的(Feshbach诱导)分子玻色子对应。这些对导致高于$T_c$的假能隙效应和低于非BCS特征。我们将讨论这些效应如何影响超流性的实验特征。
2004-02-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft cond-mat.str-el
Two-dimensional Paired Topological Superfluids of Rydberg Fermi Gases
系统地研究了双层光晶格中自旋极化里德伯缀饰费米子原子的拓扑性质。通过调节Rydberg耦合强度和层间隧穿振幅,我们识别了二维$p$波超流体层间配对和相对规范相位调制产生的不同拓扑超流态.这些相位包括具有/不具有时间反演对称性的带隙/无隙。最有趣的状态之一是具有时间反转对称性和粒子-空穴对称性的无间隙配对拓扑超流体。这种状态等价于具有自旋-轨道耦合、面内磁场和附加粒子-空穴对称性的拓扑近藤晶格模型。实验操作的灵活性,在这样的里德伯穿着ferminoic系统,因此成为一个有前途的系统,实现有趣的拓扑超流体。
2021-12-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Fulde-Ferrell superfluidity in ultracold Fermi gases with Rashba spin-orbit coupling
研究了具有Rashba自旋轨道耦合的三维费米气体在宽费什巴赫共振附近的非均匀Fulde-Ferrell(FF)超流性.我们表明,在平均场论的FF超流态总是更有利的比标准的巴丁-库珀-施里弗(BCS)超流态时,在面内塞曼场施加。我们提出了一个定性的有限温度相图共振附近,并认为预测FF超流体是可观察的实验可达到的温度(即,$T\sim0.2T_{F}$,其中$T_{F}$是特征费米简并温度)。
2013-10-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Path Integral Treatment of Fluctuations in the BCS-BEC Crossover in Superfluid Fermi Gases
利用路径积分方法,研究了T<Tc时三维均匀费米气体的序参量涨落场.在通常的s波散射近似的框架中,BCS-BEC交叉条件被包括在分析中。用BCS-Gor 'kov关联传播子明确地建立了涨落场的配分函数和二次平均的温度依赖性的一般表达式。
2011-06-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unusual destruction and enhancement of superfluidity of atomic Fermi gases by population imbalance in a one-dimensional optical lattice
利用对涨落理论,研究了一维光晶格中具有短程吸引相互作用的粒子数不平衡超冷费米原子气体的超流行为。我们发现,除了广泛的赝隙现象和中温超流性,超流相很容易被破坏,除了在参数空间的有限区域。我们发现了一个新的机制对跳跃,协助过多的多数费米子,在连续晶格混合的存在下,这导致了一个不寻常的常数BEC渐近线$T_c$是独立的配对强度。结果,在BEC的幺正性方面,超流性,当它存在时,可能会被人口不平衡强烈增强。
2020-03-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evolution from BCS to BEC superfluidity in p-wave Fermi gases
本文研究了三维p波费米气体超流性质随散射体积的变化规律。分析了序参量、准粒子激发谱、化学势、平均库珀对尺寸和基态动量分布($T = 0$)。我们还讨论了临界温度$T_{\rm c}$,化学势和正常态($T = T_{\rm c}$)中未束缚、散射和束缚费米子的数目。最后,我们推导了含时的$T \approx T_{\rm c}$的Ginzburg-Landau方程,并提取了Ginzburg-Landau相干长度。
2005-11-25 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Reentrant Superfluidity and Pair Density Wave in Single Component Dipolar Fermi Gases
本文用对涨落理论研究了三维单组分偶极费米气体的超流性。转变温度$T_{c}$的优势$p_z$波超流性表现出显着的重入行为的偶极-偶极相互作用(DDI)诱导的配对强度的函数,这导致各向异性对色散。DDI的各向异性和长程性质导致$T_c$在中等相互作用强度的窄范围内消失,其中成对密度波态作为基态出现。超流密度和热力学低于$T_{c}$,随着在谐波陷阱的密度分布,以及调查,在整个BCS-BEC交叉。实验的影响进行了讨论。
2016-06-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Superfluid transition in disordered dipolar Fermi gases
在二维几何条件下,研究了偶极粒子(磁性原子或极性分子)的弱相互作用双组分费米气体。垂直于平移运动平面的偶极的偶极-偶极相互作用(连同费什巴赫共振处的短程相互作用)可以提供超流转变。偶极-偶极散射振幅是动量相关的,这违反了Anderson定理,该定理声称转变温度与弱无序的存在无关。我们已经表明,无序可以强烈地增加临界温度(高达10 nK,在现实的密度)。这为研究弱相互作用费米气体中的超流态提供了广阔的可能性,这是迄今为止尚未观察到的。
2020-06-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Pair-Breaking Collective Branch in BCS Superconductors and Superfluid Fermi Gases
我们证明了在超流费米气体和BCS超导体的对破缺连续体中存在集体激发分支。在零温度下,我们通过连续谱的分支切割,解析地继续了Anderson随机相位近似或高斯涨落中的集体模能量方程,得到了完整的复色散关系,包括强耦合区。只要化学势$μ$为正,波数低于$\sqrt{2mμ}/\hbar$(m为费米子质量),分支就存在。在长波长的限制,分支随波数的平方变化,与一个复杂的有效质量,我们计算分析任意的相互作用强度。
2019-05-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Fermionic superfluidity: From high Tc superconductors to ultracold Fermi gases
我们提出了一个配对涨落理论,该理论自洽地结合了BCS-玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)交叉背景下的有限动量对激发,并将该理论应用于高$T_c$超导体和超冷费米气体。在么正态的费米气体和高温超导体之间有很强的相似性。在这里,我们解决共同感兴趣的关键问题,特别是伪差距。在费米气体中,我们总结了最近的实验,包括各种相图(有和没有人口不平衡),以及在热力学和其他实验中的赝能隙的证据。
2007-01-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superfluidity and collective modes in Rashba spin-orbit coupled Fermi gases
本文对具有s波吸引和合成Rashba自旋轨道耦合的双组分费米原子气体中的超流性和相应的集体模进行了理论研究。从泛函路径积分形式推导出集体模的一般有效作用量。通过调节自旋-轨道耦合从弱到强,系统经历了从普通BCS/BEC超流体到rashbons的玻色-爱因斯坦凝聚体的交叉。我们表明,超流密度和Anderson-Bogoliubov模式的属性体现了这种交叉。在大的自旋轨道耦合,超流密度和声速成为独立的强度的s波吸引。并确定了rashbons之间的两体相互作用。当塞曼场被打开时,系统经历量子相变到一些奇异的超流相,这些超流相是拓扑非平凡的。对于二维系统,热力学函数和相变声速的非解析性与导致红外奇异性的体无带隙费米子激发有关。超流密度和声速表现出非单调性:在正常超流相,它们被塞曼场抑制,但在拓扑超流相得到增强。并对三维系统进行了研究。
2013-07-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-th
Vortices in Superfluid Fermi Gases through the BEC to BCS Crossover
本文分析了三维超流费米气体中T=0时单涡旋通过费什巴赫共振的情况。在BCS侧,序参量在两个尺度上变化:$k_{F}^{-1}$和相干长度$ξ$,而只有$ξ$的尺度上的变化被视为远离BCS极限。循环电流具有峰值$j_{max}$,其是$1/k_F a_s$的非单调函数,意味着在么正性下的最大临界速度$\sim v_F$。从BCS到BEC体系,核心中的费米束缚态的数量减少。值得注意的是,一个束缚态分支仍然存在,甚至在BEC侧反映玻色子分子的复合性质。
2005-10-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Textures and Vortices in d-Wave Fermi Condensates in Atomic Gases
从理论上研究了具有d波对对称性的超流体的基本性质。我们考虑中性原子费米气体在谐波陷阱,库珀配对产生的费什巴赫共振通过d波相互作用通道。构造了一个Ginzburg-Landau(GL)泛函,该泛函对五个分量序参量(OP)具有对称性约束.我们发现稳定的OP纹理和涡旋的所有三个阶段,这是已知的GL功能的能量最小值;铁磁,极性和循环阶段在静止和旋转。特别是,我们触及的非阿贝尔分数1/3涡在旋转下的循环相的稳定性条件。提出了如何用光学方法在原子气体中实验产生有趣的1/3涡旋。
2009-12-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
BCS superfluidity in ultracold gases with unequal atomic populations
我们考虑了$^{6}$ Li中两个原子数不等的超精细态的配对导致BCS超流相的存在。我们表明,这一阶段的存在域将增加到一个非常大的程度在附近的阈值崩溃。这是由于存在具有各向异性序参量的新相。这个相位是由散射的各向异性部分引起的,与原子之间通过密度涨落交换的间接相互作用有关。
2000-07-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
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
Normal-Superfluid Interface for Polarized Fermion Gases
最近对非平衡费米子气体的实验证明了超流和正常相之间存在尖锐的界面。我们表明,在最低的实验温度下,N和SF相之间的温度差可以出现作为一个结果的能量传递的整个界面的阻塞。这种阻挡是SF间隙存在的结果,其导致低能正常粒子从N-SF界面反射。我们的定量分析是基于Hartree-Fock-Bogoliubov-de Gennes形式主义,这使我们能够给出热力学性质的解析表达式,并表征可能的界面散射制度,包括不等质量的情况。我们的中心结果是,在最低的实验温度下,热导率是指数小。
2009-05-13 cond-mat.other cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Larkin-Ovchinikov superfluidity in time-reversal symmetric bilayer Fermi gases
Larkin-Ovchinnikov(LO)态结合了超流性和对序参量的空间周期性,表现出超固体性质,在凝聚态物理和超冷原子中引起了广泛的关注。传统上,从内禀s波相互作用系统中实现LO态需要打破时间反演(TR)对称性,有时还需要打破空间反演(SI)对称性。在这里,我们报告了一个新的预测,LO态可以实现在TR和SI对称系统表示的双层费米气体受到激光辅助层间隧穿。我们表明,层内s波原子相互作用有效地作为一个p波相互作用的赝自旋空间。这提供了独特的配对效应,在本系统与pseudspin自旋轨道耦合,并导致一个自发的密度调制的配对秩序预测在一个非常广泛的参数制度。与传统方案不同,我们的结果不依赖于自旋不平衡或外部塞曼场,显示了一种高度可行的方法来观察长期寻求后LO超流相使用激光辅助双层费米气体。
2019-02-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Chirality of superfluid 3He-A
我们已经使用扭转振荡器,包含盘形的超流3 He-A的板,探测由冷却到超流状态,同时连续旋转的手征轨道纹理。比较所观察到的流动驱动的纹理转变与可能的纹理的数值模拟表明,一个定向的单畴纹理与l反平行的角速度Ω_0停止旋转后留下。在涡旋状态下,偏向于特定的手征性是由于相反循环的涡旋的能量不相等。当从静止开始旋转时,涡旋成核的临界速度取决于相对于l的旋转方向Ω。当Ω平行于l时,出现了一种不同类型的涡度,显然是由畴壁与板的边缘相连。
2012-09-07 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Superfluid phases of ultracold Fermi gases on a checkerboard superlattice
利用BCS平均场论,分析了二维棋盘格超晶格(即双阱光晶格)中两组分费米气体的基态相图。我们表明,通过耦合的两个s-波的亚晶格超流体序参量,棋盘势产生的哈密顿量,具有两个带内和带间的三个非局部序参量的两个带的超流体的形式。我们研究了这些序参量随粒子填充、相互作用强度和棋盘势的演化,发现系统总是倾向于0-相解,即子点阵序参量之间的相位差为0,而不倾向于$π$ -相解.此外,我们还发现系统的基态在超过临界棋盘势$C$的半填充处发生超流-正常量子相变,其阈值由$C = 0$处序参量的大小精确确定,并且随着$C$的增加,正常态迅速转变为棋盘绝缘体.
2013-05-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Concomitant Modulated Superfluidity In Polarized Fermionic Gases
最近突破性的实验研究自旋极化对酉费米气体配对的影响遇到了相互定性和定量的差异,这似乎是一个功能的限制几何。使用新的数值算法,我们研究的解决方案空间的三维完全自洽制定的现实系统与$10^{5}$原子。三种类型的解决方案的研究表明,作为限制的几何形状是细长的亚稳态的趋势。这些解决方案之一,这是一致的赖斯实验在高陷阱纵横比,支持一个国家惊人的相似,长期寻求富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫状态。我们的研究有助于解决长期存在的争议,从两个不同的实验组的结果之间的差异,并突出了调查非均匀费米子超流体的实际尺寸的数值计算的多功能性。
2011-02-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-th
Textures of Superfluid 3He-B in Applied Flow and Comparison with Hydrostatic Theory
测量了旋转超流~ 3 He-B的序参量织构,它是反流速度的函数,温度低至0.2Tc。计算结果与3 He-B的流体静力学理论进行了比较。在所有测得的温度和旋转速度时,流动各向异性的纹理自由能的贡献进行调整,发现良好的协议。这给出了超流能隙Δ(T),其与Todoshchenko等人测量的一致,在29.0 bar时Delta(0)=1.97kBTc。B相磁化率,纵向共振频率,和纹理相变已被提取的测量作为温度和方位角逆流速度的函数。由于吸收强度的降低,目前的测量方法,基于核磁共振谱的线形分析,失去其灵敏度随温度降低。然而,我们发现,在实践中的涡流数和逆流速度的测量仍然是可行的下降到0.2Tc。
2011-01-17 cond-mat.other cond-mat.supr-con quant-ph
Exciting the long-lived Higgs mode in superfluid Fermi gases with particle removal
直到最近才观察到强相互作用超流费米气体中希格斯模式的实验证据[Behrle等人,14,781(2018)]。由于与其他集体模式和准粒子激发的耦合,产生稳定的希格斯模式振荡是具有挑战性的。我们研究了如何在均匀超流费米气体中激发长寿命的Higgs模振荡。我们发现,在适当的振幅和频率下,通过对散射长度进行时间周期调制,可以激发出Higgs模。然而,即使调制频率低于对隙能量的两倍,由于超流体中的非线性,准粒子仍然通过产生高次谐波而被激发。更重要的是,我们发现,持续的Higgs模式振荡几乎恒定的振幅可以通过删除粒子在一个适当的动量,和振荡的振幅可以控制的删除粒子的数量。最后,我们提出了两种方法来实验实现粒子去除。
2023-03-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-th
Pairing phenomena and superfluidity of atomic Fermi gases in a two-dimensional optical lattice: Unusual effects of lattice-continuum mixing
在BCS-BEC交叉的背景下,利用对涨落理论研究了二维光晶格(2DOL)中具有短程吸引相互作用的超冷费米原子气体的超流行为.我们发现,晶格和连续维的混合导致奇异现象。对于较大的晶格常数$d$和较小的跳跃积分$t$,超流转变温度$T_c$随相互作用强度的变化表现出明显的重入行为,并导致在中等耦合强度范围内$T_c$消失的对密度波基态.在单一和BCS制度,在平面和整体配对的性质从粒子状到孔状的变化,与一个意想不到的非单调依赖的化学势对配对强度。的BEC渐近行为表现出不同的幂律依赖于相互作用强度的情况下相比,纯三维晶格,三维连续,和1DOL。这些预测可以在未来的实验中得到验证。
2022-02-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Running condensate in moving superfluid
根据Ginzburg-Landau模型,讨论了运动超流介质中非零动量激发态凝聚的可能性。这些结果可能适用于超流$^4$ He、超冷原子玻色气体、各种超导和中性配对系统,如超冷原子费米气体和致密星中的中子组分。得到了系统的序参量、能量增益和临界速度。
2015-01-04 astro-ph.HE cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Inhomogeneous Fulde-Ferrell superfluidity in spin-orbit coupled atomic Fermi gases
非均匀超流性是量子物理学中许多有趣现象的核心。它被认为在非常规有机或重费米子超导体、手征夸克物质和中子星故障中起着核心作用。然而,到目前为止,即使是最简单的形式的非均匀超流性,富尔德-费雷尔(FF)配对状态与一个单一的质心动量,没有最终观察到由于任何现实的费米系统在自然界中的内在复杂性。在这里,我们从理论上预测,控制设置的超冷费米子原子与合成的双光子拉曼过程诱导的自旋轨道耦合,最近在冷原子实验室证明,提供了一个有前途的路线,以实现长期寻求FF超流性。在实验上可达到的低温下(即,$0.05T_{F}$,其中$T_{F}$是费米温度),FF超流态在相图中占主导地位,与没有自旋-轨道耦合的常规情况形成鲜明对比。我们表明,有限的质量中心进行的库珀对的动量是直接测量通过动量分辨射频光谱。我们的工作开辟了直接观察和表征非均匀超流性的途径。
2013-02-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two-band description of resonant superfluidity in atomic Fermi gases
费米气体通过费什巴赫共振的费米超流性通常由原子-分子理论描述,该理论将封闭通道视为无相互作用的点玻色子。在这项工作中,我们提出了一个类似于双带超导体的共振超流性的理论描述。我们采用费什巴赫共振的基本双通道散射模型,其中封闭通道被视为具有结合能$\varepsilon_0$的复合玻色子,并且共振由微观通道间耦合$U_{12}$触发。结合能$\varepsilon_0$自然地用作系统的能量标度,在原子-分子理论中,它被发送到无穷大。我们表明,原子-分子理论可以被看作是一个领先的顺序的低能有效的理论的基础费米子理论在极限$\varepsilon_0\rightarrow\infty$和$U_{12}\rightarrow0$,同时保持唯象的原子-分子耦合有限。超流态的双带描述类似于双带超导体的BCS理论。在稀释极限$\varepsilon_0\rightarrow\infty$中,双带描述精确地恢复了原子-分子理论。在实际的实验体系中,由于结合能$\varepsilon_0$有限,双带理论提供了一种研究修正的自然方法。对于宽共振和中等共振,修正对目前的实验密度并不重要。然而,对于极窄的共振,我们发现校正变得显着。有限结合能修正对于非平衡费米气体中均匀极化超流在窄费什巴赫共振下的稳定性可能是重要的。
2015-02-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-th
Mass-imbalanced Fermi gases with spin-orbit coupling
我们利用平均场理论分析了BCS-BEC演化过程中自旋轨道耦合质量不平衡费米气体的基态相图,包括种群平衡和非平衡系统。场论。我们的计算表明,质量和布居不平衡和Rashba型自旋轨道耦合(SOC)之间的竞争产生了非常丰富的相图,涉及正常,超流和相分离的区域。此外,我们还发现了拓扑平凡的带隙超流和非平凡的无隙超流之间的量子相变,为冷原子系统奇异现象的实验观测开辟了道路.
2011-10-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi Gases with Synthetic Spin-Orbit Coupling
本文简要回顾了近年来在超冷费米原子气体中合成的不同类型的自旋-轨道耦合,包括一维(1D)等权Rashba-Dresselhaus和二维(2D)Rasbha自旋-轨道耦合的研究进展.理论上,我们展示了自旋轨道耦合如何显著改变费米气体的单体、两体和多体性质。特别是,自旋轨道耦合和原子间相互作用的相互作用可能导致低温下几种长期寻求的奇异超流体相,如各向异性超流体、拓扑超流体和非均匀超流体。在实验上,只有第一种类型--Rasbha和Dresselhaus自旋轨道耦合的等重组合--最近才用双光子拉曼过程实现。我们展示了如何描述一个正常的自旋轨道耦合原子费米气体在非相互作用和强相互作用的限制,特别是使用动量分辨射频光谱。强相互作用的自旋轨道耦合费米气体的实验演示为在不久的将来观察各种奇异的超流相开辟了一条有希望的途径。
2014-11-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Impurity effects on BCS-BEC crossover in ultracold atomic Fermi gases
本文利用对涨落理论系统地研究了费米原子气体中杂质对$s$波BCS-BEC交叉的影响。配对和杂质散射$T$矩阵的处理自洽在同一时间。虽然该系统是不太敏感的杂质散射在玻恩极限,对于强杂质散射体,频率和间隙函数高度重整化,导致显着抑制的超流$T_c$,序参量和超流密度。我们还发现了费米子态密度中杂质带的形成和相干峰的拖尾,导致了Bogoliubov准粒子的谱权转移和有限寿命。在BCS区,高密度杂质很容易破坏超流性。相比之下,在幺正和BEC制度的超流性是相对更强大的。
2016-08-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Induced P-wave superfluidity within full energy-momentum dependent Eliashberg approximation in asymmetric dilute Fermi gases
我们考虑一个非常不对称的费米子系统,其相互作用的特征在于只有一个正的散射长度。少数原子配对并形成二聚体的BEC,而剩余费米子仅通过Bogoliubov声音模式的交换间接相互作用。这种相互作用具有有限的范围,延迟效应是显著的,多余的费米子将形成P波超流体。我们计算的P-波配对间隙BCS和Eliashberg只有能量依赖近似,并证明其不足之处相比,一个完整的治疗的动量和能量依赖的诱导相互作用。与完整的动量和能量依赖计算的配对间隙是显着更大的幅度,这使得它更有可能,这种新的异国情调的配对阶段可以在原子陷阱实验中的证据。
2009-05-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con nucl-th