Signatures of the superfluid to Mott insulator transition in cold bosonic atoms in a one dimensional optical lattice
利用有限尺寸密度矩阵重整化群方法研究了玻色-哈伯德模型.我们首次获得了一个完整的相图系统中存在的谐波陷阱,并比较它与均匀系统。为了实现从超流到莫特绝缘体相的转变,我们研究了这些相在动量分布、可见度、凝聚分数和特定密度下玻色子总数等方面的不同实验特征。各种实验签名和相图之间的关系突出显示。
2008-11-09 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Multiband superfluidity and superfluid to band-insulator transition of strongly interacting fermions in an optical lattice
研究了光晶格中强相互作用费米子原子在每阱填充两个费米子时的多带超流和从超流到带绝缘体的跃迁。我们提出的物理参数表明,一个一致的平均场描述这个问题是通过只保留带内配对之间的费米子。使用这种方法,我们获得了实验观察到的SF-BI转变的临界晶格深度和凝聚体密度调制分量的合理解释,并对准粒子间隙的晶格深度依赖性进行了预测,这些预测可以在未来的实验中进行测试。我们还强调了一些有趣的功能,独特的冷原子超流体在这个带内配对近似,例如,对字段被迫在空间中是均匀的和Hartree字段消失相同。这是因为在传统超导体中,配对相互作用在德拜频率的尺度上被切断,或者在紧束缚模型哈密顿量中,配对相互作用在晶格尺度上被切断,而在冷费米气体中,这种切断是不存在的。
2009-02-06 cond-mat.other
Finite-temperature effects on the number fluctuation of ultracold atoms across the Superfluid to Mott-insulator transition
通过数值对角化玻色-哈伯德模型的平均场哈密顿量,研究了超冷玻色原子在光晶格中的热力学性质。这种方法很好地描述了长程相关的行为,因此在超流相深处是有效的。对于均匀Bose-哈伯德模型,我们绘制了有限温度相图,计算了单位填充时的超流密度。我们评估有限温度的影响,在最近的实验探测数波动[物理。\textbf{96},090401(2006)],并发现我们的有限温度曲线给出了一个更好的拟合实验数据,这意味着在这个实验中不可忽略的温度效应。
2006-12-14 cond-mat.other
Phase diagram of a cold polarized Fermi gas
提出了零程相互作用下冷极化费米气体的相图。我们确定了四个主要阶段的密度和偏振平面:超流相,正常相,无隙超流相,调制相。我们认为,存在一个Lifshitz点的正常,无隙超流,调制相位的交界处,和分裂点的超流,无隙超流,调制相位满足。我们证明了分裂点附近的物理现象是普适的,并导出了描述分裂点附近物理现象的有效场论,还证明了在正常相和无带隙超流相中存在具有一个和两个Fermi面的亚区.
2006-07-18 cond-mat.other hep-ph nucl-th
Topological Phase Separation In Trapped Ultracold Fermionic Gases
在局域密度近似下,研究了具有有效自旋轨道耦合和内禀s波超流性的二维费米子系统,发现存在一个临界塞曼场.当塞曼场大于临界值时,在俘获区出现拓扑超流相,并与正常超流相共存,即拓扑相分离。否则,超流相在拓扑上是平凡的。
2011-06-03 cond-mat.other
Ultrasound attenuation and a P-B-T phase diagram of superfluid 3He in 98% aerogel
在14和33巴之间的压力和磁场高达4.44千克的纵向声衰减测量在超流3 He在98%的气凝胶进行。确定了整个超流区域在最高场下利用场诱导的亚稳类A相的类A相的超声衰减的温度依赖性。在较低的领域,在气凝胶中的A-B转变被确定为一个平稳的跳跃衰减冷却和变暖。基于升温时观察到的相变,构建了作为压力(P)、温度(T)和磁场(B)的函数的相图。我们发现,在气凝胶中的A-B相界后退的方式与散装在响应于增加磁场的显着不同。所观察到的相图的影响进行了讨论。
2010-04-28 cond-mat.other
Superfluidity of spin-1 bosons in optical lattices
本文根据Bogliubov变换导出的激发能谱,证明了光晶格中弱相互作用的冷自旋1玻色原子的超流性是可以实现的。超流相谱的特征是明确解释的非零临界速度,即,朗道准则观察到三种自旋分量的超流临界速度是不同的,而且可以通过在实际实验中调整晶格参数来控制,以检测超流相。
2005-06-04 cond-mat.other
Signatures of the superfluid to Mott-insulator transition in the excitation spectrum of ultracold atoms
本文详细分析了一维光晶格中超冷玻色原子在晶格深度周期性调制下的动力学响应。在Stoferle等人[Phys.Rev.Lett. 92,130403(2004)]我们研究了系统的激发谱,如由作为调制频率ω的函数的总能量的响应所揭示的。通过使用时间演化块抽取算法,我们能够模拟一维系统的大小与那些在实验中,谐波捕获和跨越许多晶格深度范围从莫特绝缘体的超流制度。我们的研究结果产生了许多在实验中看到的功能,即在超流政权广泛的响应,和狭窄的离散共振的莫特绝缘体制度。我们确定了几个签名的超流莫特绝缘体过渡,表现在频谱,因为它从一个极限到另一个。
2006-07-03 cond-mat.other
Analytical Results for Cold Asymmetrical Fermion Superfluids at the Mean-Field Level
本文给出了零温下具有吸引接触相互作用的非对称费米子系统在平均场水平上的解析结果。其结果可用第一类和第二类椭圆积分的线性组合表示。在小能隙参数的限制下,讨论了费米子的不对称性对基态相位的影响。在大能隙参数的限制下,我们证明了两个候选相竞争系统的基态。Sarma相含有纯费米流体和混合冷凝物是有利的,在很大程度上的不对称性。分离相组成的纯费米流体和玻色子凝聚支持系统在较小程度的不对称性。在无限对隙的极限下,两相是简并的。
2005-11-08 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Transition from Band insulator to Bose-Einstein Condensate superfluid and Mott State of Cold Fermi Gases with Multiband Effects in Optical Lattices
我们研究了两种由光晶格中的双组分费米气体实现的模型。阐明了当系统从弱束缚分子玻色子区域过渡到强束缚原子玻色子区域时,由光晶格不可避免地引起的多带效应产生了丰富的结构.在这里,交叉可以通过吸引费米子相互作用来控制。目前的模型之一是有吸引力的费米子相互作用的情况下,绝缘体超流体的转变发生。该转变的特征在于带绝缘体和玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)超流态之间的转变。与传统的BCS超流相变不同,这种相变具有非常规的性质。与传统BCS跃迁中由超流序参量标度的单粒子激发能隙不同,由于多带效应,尽管超流序从零开始连续增长,但在整个跃迁过程中,单粒子态密度能隙仍然很大.另一个反常现象是温度降低时的再入相变。另一个模型是吸引力和排斥力共存的情况。在平均场处理中,我们发现了一个新的绝缘态,轨道有序绝缘体。这种绝缘体是分子玻色子的莫特绝缘体的候选者之一,也是分子玻色子轨道内自由度明确出现的第一个例子。除了新相的出现之外,还出现了共存相,其中仅通过掺杂空穴或粒子就可以使超流性和轨道有序共存。绝缘和超流粒子在动量空间中表现出分化,如在高Tc铜酸盐超导体中。
2009-09-10 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Density-induced geometric frustration of ultra-cold bosons in optical lattices
密度依赖的规范场可以引起密度诱导的几何挫挫,导致密度调制和挫挫之间的非平凡的相互作用,我们说明的特定情况下的超冷玻色子的锯齿形光晶格与密度依赖的跳跃。我们表明,密度引起的挫折导致在丰富的景观的量子相,包括莫特和键序绝缘体,两组分超流体,手性超流体,和部分配对超流体。我们还表明,密度相关的跳跃的结果在一个有效的排斥或吸引的相互作用,对于后者的情况下,真空可能会不稳定,导致一个强大的压缩性。最后,我们讨论了如何预测的相位可以通过实验观察到,并在飞行时间测量其特征签名的动量分布。
2015-12-03 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Induced p-wave superfluidity in two dimensions: Brane world in cold atoms and nonrelativistic defect CFTs
我们提出利用两种费米气体的种间s波费什巴赫共振实现二维p波超流性。通过将一种费米子限制在一个二维平面中,另一种费米子浸没在背景三维费米子海中,在二维费米子之间诱导出吸引相互作用。计算了弱耦合区的对能隙,并证明了对能隙具有px + ipy对称性。由于对能隙的大小向幺正极限增加,p_x+ip_y波超流性的临界温度可能在实验范围内。由此产生的系统有一个潜在的应用拓扑量子计算使用非阿贝尔统计涡旋。我们还讨论了我们的系统在幺正性极限方面作为一个“非相对论性缺陷共形场论(CFT)"。研究了约化薛定谔代数、算符-态对应、复合算符的标度维数和算子乘积展开。
2009-02-10 cond-mat.other hep-th nucl-th
Universal mechanism of dissipation in Fermi superfluids at ultra low temperatures
我们表明,在超低温下费米超流体的涡旋动力学是由局部加热的涡核产生的热通量进行的非平衡准粒子发射的运动涡旋。这种机制提供了一个通用的零温度极限的费米超流体的耗散。对于$^3$ He-B湍流运动实现的典型实验条件,涡核温度估计为$0.2 T_c$量级。导出了Kelvin波的频散关系,并计算了Kelvin叶栅产生的热流,其数值与实验结果接近。
2011-12-15 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Ultracold heteronuclear molecules and ferroelectric superfluids
本文分析了由玻色-玻色、玻色-费米或费米-费米原子对组成的异质结分子发生铁电相变的可能性。该转变的特征在于在低于临界温度时出现自发的电极化的强度。我们讨论了费米分子的铁电费米液相的存在和玻色分子的铁电超流相的存在,其特征在于铁电和超流秩序的共存。最后,我们提出了一个实验,通过观察相干偶极子辐射脉冲在飞行时间检测铁电相关性。
2006-10-13 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Charging up the cold: Formation of doubly- and triply-charged fullerene dimers in superfluid helium nanodroplets
该研究在超流氦纳米液滴中通过顺序电离与高效冷却,发现双电荷和三电荷富勒烯的最小稳定团簇为二聚体,并由计算验证其异构稳定性与低库仑势垒。
2023-12-08 astro-ph.GA cond-mat.other physics.atm-clus
Non-BCS superfluidity in trapped ultracold Fermi gases
在BCS理论中,费米子的超导性和超流性需要两个相互作用的费米子物种的费米能量匹配。两种物质的数密度的差异导致正常状态,相分离,或者-潜在地-超流性的奇异形式,如FFLO状态,Sarma状态或破坏对状态。我们考虑具有极化的超冷费米气体,即自旋密度不平衡。我们表明,由于气体被困和隔离的环境中的粒子交换,奇异形式的超流性出现作为一个外壳周围的BCS-超流气体的核心,大密度不平衡,以及在核心。我们得到这些结果通过使用Bogoliubov-de Gennes方程描述的捕获势的影响。为了与实验比较,我们还计算了冷凝分数,并表明,在中心的陷阱,极化超流导致一个小的倾角的中心密度差。我们比较的结果,局部密度近似,并找到定性不同的行为。
2007-05-24 cond-mat.other cond-mat.str-el
Bulk viscosities for cold Fermi superfluids close to the unitary limit
我们计算了一个非相对论性超流体的体粘滞系数,它对应于一个接近么正性极限的费米子系统。我们认为,低温制度假设系统的输运性质占主导地位的声子。为了计算体粘滞系数,我们使用弛豫时间近似中的动力学理论和相应系统的低能有效场论。我们发现,三个独立的体粘滞系数,$ζ_1, ζ_2, ζ_3$,与不可逆流动消失的声子与线性色散定律。考虑一个动量项为立方项的声子色散律,我们发现在共形极限$ζ_1 = ζ_2=0$,而$ζ_3$不为零。在$1/a$的首阶中加入一个s波散射长度大但有限的共形破缺项$a$,得到$ζ_1 \propto 1/a$和$ζ_2 \propto 1/a^2$ .
2009-06-26 cond-mat.other cond-mat.quant-gas hep-ph
Ultra-high Q Acoustic Resonance in Superfluid 4He
我们报告的声学品质因数的克级,千赫兹频率的超流体谐振器,检测通过参数耦合到超导铌微波腔的测量。对于400 mK和50 mK之间的温度,我们观察到一个$T^{-4}$的品质因数的温度依赖性,符合3声子耗散机制。我们观察到高达$1.4\cdot10^8$的Q因子,这与由于稀释的$^3$ He杂质引起的耗散一致,并且预期可能有显著的进一步改进。这些实验与探索大质量宏观物体的量子行为和退相干、实验室探测来自恒星的连续波引力波以及探索物理长度尺度的可能极限有关。
2016-07-26 cond-mat.other quant-ph
Staggered-Vortex Superfluid of Ultracold Bosons in an Optical Lattice
我们证明了在二维正方形光晶格中由双色光移势产生的冷玻色原子的动力学可以用附加有效交错磁场的玻色-哈伯德模型来描述。除了已知的均匀超流和Mott绝缘相,零温度相图表现出一种新的有限动量超流相,其特征在于量子化的交错旋转通量。费米子原子的扩展导致各向异性狄拉克谱,这与石墨烯和高$T_c$超导体有关。
2009-08-29 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Mesoscopic Aspects of Strongly Interacting Cold Atoms
具有强排斥相互作用的谐振陷陷格玻色子呈现出一种“婚礼蛋糕”形式的超流-莫特-绝缘体异质结构。我们讨论了这样一个系统的介观方面的一维散射矩阵的方法和计算准粒子在超流莫特绝缘体界面的散射特性作为一个基本的积木来描述跨这样的边界的传输现象。我们应用的形式主义,以确定通过莫特层,一个相关的量来描述热化过程中的光晶格设置的热导率。我们确定了一个临界跳跃,低于该临界跳跃的导热性被强烈抑制。
2009-04-28 cond-mat.other cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Dark Matter Superfluid
在这次演讲中,我们提出了一个新的框架,统一了MOND在星系尺度上的惊人成功与宇宙尺度上的LambdaCDM模型的胜利。这是通过丰富和研究充分的超流物理学实现的。暗物质和MOND成分有一个共同的起源,代表着同一种底层物质的不同相态。在星系中,暗物质热化并凝结形成超流体相。超流声子耦合到重子物质粒子并介导MOND类力。我们的框架很自然地区分了星系(MOND成功的地方)和星系团(MOND不成功的地方):星系团中的暗物质具有更高的温度,因此处于超流和正常相的混合物中。超流物理学的丰富和充分的研究导致了一些惊人的观测签名,我们简要讨论。值得注意的是,暗物质超流体的临界温度和状态方程与已知的冷原子系统相似。确定一个精确的冷原子类似物将提供重要的见解的微观物理相互作用的DM超流性。诱人的是,它可能开启在实验室实验中模拟星系性质和动力学的可能性。
2015-07-10 astro-ph.CO cond-mat.other gr-qc
Phase Diagram of Cold Polarized Fermi Gas in Two Dimensions
本文系统地研究了二维冷极化费米气体在BCS-BEC交叉中的超流相图。在BCS-Leggett平均场论中,从非极化超流相到正常相的转变总是一阶的。对于均匀系统,在整个耦合参数范围内解析地确定了两个临界塞曼场和临界粒子数不平衡,并证明了超流-正常混合相是两个临界场之间的基态.在局域密度近似下计算的简谐势阱存在下的密度分布呈现出壳结构,中心是超流核,外面是正常壳。对于弱相互作用,正常壳层包含一个部分极化的云与恒定的密度差包围着一个完全极化的状态。对于强相互作用,正常壳层完全处于完全极化状态,其密度分布仅取决于全局布居不平衡。双费米子束缚态可以在整个高度不平衡的正常相中存活。
2008-09-06 cond-mat.other cond-mat.str-el cond-mat.supr-con