Exploring Exotic Superfluidity of Polarized Ultracold Fermions in Optical Lattices
通过求解Bogoliubov-de Gennes方程，从理论上研究了二维光晶格中简谐囚禁极化超冷费米子原子的超流性.发现在低密度下，配对振幅沿径向振荡，而在高密度下，配对振幅沿角向振荡。前者与已有的实验结果一致，后者是一个新预测的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）态，可以在实验中得到验证。
2007-10-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Emergence of Quintet Superfluidity in the Chain of Partially Polarized Spin-3/2 Ultracold Atom
如果五重态通道中的相互作用是吸引的，则具有超精细自旋$F=3/2$的超冷原子系统可能对五重态对的形成是不稳定的。我们用大规模密度矩阵重整化群方法研究了四分之一填充时只包含s波相互作用的模型中的关联函数的行为。我们发现，五重态对的相关性成为准长程，当系统部分极化，导致出现各种混合超流相，其中BCS类对携带不同的磁矩共存。
2013-09-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum Hall Superfluids in Topological Insulator Thin Films
三维拓扑绝缘体具有受保护的Dirac锥表面态。本文提出了磁场诱导的拓扑绝缘体薄膜有序态，其中上下表面之间自发地建立了相干。我们发现，这些材料的大介电常数增加层分离范围内的相干生存和降低超流声速，但对超流密度或电荷间隙的影响不大。在总朗道能级填充因子$ν_T=0$的相干态被预测为无边缘模式，定性地改变其输运现象。
2011-07-14 cond-mat.str-el
Competition between three-sublattice order and superfluidity in the quantum 3-state Potts model of ultracold bosons and fermions on a square optical lattice
我们研究的量子版本的三态波茨模型，其中包括作为特殊情况下的玻色子和费米子的有效模型在莫特绝缘限制的正方形晶格。它可以被看作是一个量子排列的模型，振幅J_parallel和J_perp分别为相同和不同的颜色。当J_parallel=J_perp>0时，它等价于描述三色费米子Mott绝缘相的SU（3）Heisenberg模型，而J_perp<min（0，-J_parallel）的参数范围可以在三色玻色子的Mott绝缘相中实现。利用线性味波理论、无限投射纠缠对态（iPEPS）和连续时间量子蒙特卡罗模拟，我们构造了完整的T=0相图，并探讨了J_perp<0时T>0的性质.对于占主导地位的反铁磁J_平行相互作用，利用量子涨落从反铁磁Potts模型的基态流形中选择出一个三亚晶格长程有序条纹态.随着|J_perp|的增加，当J_perp<0时，该状态被均匀超流体所取代，当J_perp>0时，该状态被奇异的三子格超流体所取代，随后被二子格超流体所取代。从均匀超流（可以用玻色子实现）的过渡被证明是一种特殊类型的Kosterlitz-lesser过渡，具有三种类型的基本涡。
2013-04-29 cond-mat.str-el
Stable Topological Superfluid Phase of Ultracold Polar Fermionic Molecules
我们表明，单组分的费米子极性分子局限于一个二维的几何形状和打扮的微波场，可能会获得一个有吸引力的$1/r^3$偶极-偶极相互作用，导致超流p波配对在足够低的温度下，即使在BCS制度。出现的状态是拓扑$p_x+ip_y$阶段，有望用于拓扑保护的量子信息处理。主要的衰变通道是通过碰撞跃迁到具有较低能量的修饰态，并且相当慢，在2D密度$\sim 10^8$ cm $^{-2}$下设置秒级的寿命。
2009-10-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
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
Mott phases and superfluid-insulator transition of dipolar spin-three bosons in an optical lattice: implications for Cr atoms
研究了具有各向异性二维光阱的光晶格中自旋为3的玻色子的Mott相和超流-绝缘体相变。我们绘制了每个晶格位置上有$n=1$和$n=2$原子的Mott态的相图。结果表明，长程偶极相互作用稳定的状态，其中的铁磁排列的自旋链沿较长的陷阱方向运行，而附近的链之间的自旋顺序是交错的，导致沿较短的陷阱方向的反铁磁顺序。我们还得到了这些系统中超流-绝缘体相变的平均场相边界，并研究了相变附近超流态的自旋有序性质。我们发现，在超流相和超流-绝缘体相边界附近，系统经历了一阶反铁磁-铁磁自旋有序转变。我们讨论了我们的结果$^{52}$铬原子的影响，并提出可能的实验，以检测在这样的系统中的不同阶段。
2006-12-01 cond-mat.str-el
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
d-Wave Superfluidity in Optical Lattices of Ultracold Polar Molecules
最近对超冷极性分子的研究，受t-J哈密顿量的概括，表明分子可能比原子更适合研究d波超流性，因为系统具有更强的相互作用和更大的可调性。我们计算了极性分子在由弱耦合正方形格子组成的棋盘格中的相图。在最简单的实验可实现的情况下，只有隧道和XX型自旋-自旋相互作用，我们确定的参数制度的d波超流性发生。我们还发现，包括密度-密度相互作用破坏超流相，包括自旋密度或伊辛型自旋-自旋相互作用可以增强超流相。我们还提出了实验实现的微扰计算方案，表现出增强的d波超流性。
2011-12-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-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
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
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
Stability of Superflow for Ultracold Fermions in Optical Lattices
基于最近对超冷费米子在光晶格中超流现象的观察，我们研究了强光晶格最低能带中成对费米子超流的稳定性。对于每个站点接近一个费米子的填充物，我们表明，通过动力学不稳定性导致瞬态密度波的超流分解。在较低的填充，有一个明显的动力学不稳定性，超流刚度成为负的;这演变，随着增加配对相互作用，从费米子对破碎不稳定性的晶格玻色子的众所周知的动力学不稳定性。我们最有趣的发现是存在一个过渡，在一个范围内的填充接近一个费米子每个网站，从费米子退配对不稳定性的密度波不稳定性的配对相互作用的强度增加。
2008-04-07 cond-mat.str-el 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
Superfluidity and pairing phenomena in ultracold atomic Fermi gases in one-dimensional optical lattices, Part I: Balanced case
超冷原子费米气体中的超流性和配对现象是近年来研究的热点，具有多个可调参数。在这里，我们研究了一维光学晶格中平衡双组分费米气体的BCS-BEC交叉行为，这与凝聚态系统中常见的简单三维（3D）连续谱和全3D晶格不同。我们使用的配对波动理论，其中包括自洽的反馈效应在有限的温度下，并发现广泛的pseudogap现象超出BCS制度。作为晶格周期性的结果，超流转变温度$T_c$随着BEC区域中的配对强度而降低，其中它渐近地接近$T_c = πan/2m$，其中$a$是$s$波散射长度，而$n$（$m$）是费米子密度（质量）。此外，准二维导致快速增长（绝对值）的费米化学势$μ$和配对间隙$Δ$，这取决于指数的比例$d/a$。重要的是，$T_c$在幺正性增加的晶格常数$d$和跳跃积分$t$。证明了van Hove奇异性对$T_c$的影响。超流密度在远离BCS极限的低$T$处呈现$T^{3/2}$幂律。这些预测可以在未来的实验中得到验证。
2020-01-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunable Superfluidity and Quantum Magnetism with Ultracold Polar Molecules
通过选择光晶格中超冷极性分子的两个修饰转动态，我们得到了一个高度可调的t-J模型的推广，我们称之为t-J-V-W模型。除了XXZ自旋交换之外，该模型还具有密度-密度相互作用和新颖的密度-自旋相互作用;所有相互作用都是偶极的。我们表明，完全控制的所有相互作用参数的幅度和符号可以实现相互独立的隧道。作为证明系统潜力的第一步，我们应用密度矩阵重整化群方法（DMRG），以获得最简单的实验可实现的情况下的一维相图。具体来说，我们表明，t-J-V-W模型中的相互作用的可调性和长程性质，使增强超流性。最后，我们表明，布洛赫振荡在倾斜的晶格可以用来探测相图实验。
2011-06-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Magnetothermoelectric Response at a Superfluid--Mott Insulator Transition
研究了超流--莫特绝缘体量子相变附近的有限温度磁热电响应。我们着重研究玻色-哈伯德模型的粒子-空穴对称跃迁，并将洛伦兹不变性的论证与量子玻尔兹曼计算相结合。通过一个热膨胀，我们发现，一个非零的热电张量和有限的热导率支持在这个量子临界制度。我们评论在这个问题中的奇异能斯特效应。
2006-10-25 cond-mat.str-el hep-th
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
Superfluid-insulator transitions of the Fermi gas with near-unitary interactions in a periodic potential
我们考虑自旋1/2费米子的质量m附近的幺正极限的相互作用。在外加的周期性势幅值为V，周期为a，且每个晶胞中费米子密度为偶数的情况下，在临界V=Vc处，超流态和绝缘基态之间存在二阶量子相变。我们在一个具有Sp（2N）自旋对称性的模型中计算了N=无穷大时的万有比Vc m a^2 / h^2。绝缘体介于费米子的带状绝缘体和费米子对的莫特绝缘体之间。我们讨论了最近的实验的影响。
2007-08-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
BCS-BEC Crossover: From High Temperature Superconductors to Ultracold Superfluids
我们回顾了BCS到玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的交叉方案，这是基于著名的交叉推广的BCS基态波函数$Ψ_0$。虽然这种基态已被广泛总结在文献中，本次审查是致力于不太广泛讨论的问题：了解有限温度的影响，主要低于$T_c$，在符合$Ψ_0$的方式。我们的重点是两个重要问题的交叉：高$T_c$超导电性和超冷费米子原子气体的超流性。我们从BCS-BEC交叉方案的有利位置解决了氧化铜超导体中的“赝能隙态”，尽管对于该方案对高$T_c$的适用性还没有达成共识。我们认为，它也提供了一个有用的基础，研究附近的酉散射制度的原子气体，他们最有可能在对应的赝能隙阶段。也就是说，超导发生在非费米液体状态，其中预先形成的亚稳态费米子对在它们的玻色凝聚开始时存在。作为这项工作的微观基础，我们总结了各种$T$矩阵的方法，并评估其理论的一致性。与传统的超导波动理论的密切联系，强调和开发。
2005-05-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft cond-mat.str-el
Superfluidity and pairing phenomena in ultracold atomic Fermi gases in one-dimensional optical lattices, Part II: Effects of population imbalance
本文研究了一维光晶格中原子费米气体的布居不平衡效应及其与配对强度和晶格效应的相互作用。我们使用与第一部分相同的对涨落理论，计算了体系经历BCS-BEC交叉时的各种相图。我们发现广泛的赝隙现象超出BCS制度和中温超流态相对较低的人口不平衡。费米面拓扑对$T_\text{c}$的行为起着重要的作用。对于产生开放费米面的大$d$和/或小$t$，超流性可以容易地被少量的布居不平衡$p$破坏。超流相，特别是在BEC制度，只能存在于一个高度限制的参数空间的体积。由于连续晶格混合，布居不平衡产生了一种新的对跳跃机制，在过多的多数费米子的辅助下，这可能导致$T_\text{c}$在费什巴赫共振的BEC侧的显著增强，并且当它存在时，也使$T_\text{c}$接近BEC极限中的恒定渐近线。此外，我们发现，并不是所有的少数费米子将配对在BEC极限，不像三维连续的情况。这些预测可以在未来的实验中得到验证。
2020-01-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superfluid--Insulator Transition in Strongly Disordered One-dimensional Systems
我们提出了一个渐近精确的重整化群理论的超流-绝缘体过渡的一维无序系统，重点是准确描述的Giamarchi-Schulz（瞬子-反瞬子）和弱链接（scratched-XY）的临界之间的相互作用。结合广泛的量子蒙特卡罗模拟的理论，使我们能够阐明新的一维无序玻色-哈伯德模型在单位填充的基态相图。
2016-01-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Mott Insulators of Ultracold Fermionic Alkaline Earth Atoms: Underconstrained Magnetism and Chiral Spin Liquid
我们研究了用增强SU（N）对称性的海森堡自旋模型描述的碱土金属费米原子的莫特绝缘体。与SU（2）磁性形成鲜明对比的是，形成单线态需要两个以上的自旋。在正方形晶格上，经典的基态是高度简并的，因此磁序是不可能的。在大N极限下，我们发现了一个具有拓扑序和阿贝尔分数统计的手征自旋液体基态。我们讨论它的实验检测。具有非阿贝尔任意子的手性自旋液体也可以用碱土原子实现。
2009-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Exploring Interacting Topological Insulators with Ultracold Atoms: the Synthetic Creutz-Hubbard Model
理解存在强相互作用的物质的拓扑相的鲁棒性，并合成新的强相关拓扑材料，是现代理论和实验物理学最重要和最困难的挑战之一。在这项工作中，我们提出了一个完整的理论分析的合成Creutz-Hubbard阶梯，这是一个范例模型，提供了一个整洁的操场，以解决这些挑战。我们特别注意在强相互作用下的相关拓扑相和轨道量子磁性的竞争。这些结果进一步证实和广泛的数值模拟扩展。此外，我们提出了如何在实验上实现这个模型的合成梯子，由两个内部状态的超冷费米子原子在一个一维的光晶格。我们的工作为实现拓扑绝缘体与冷原子相互作用的量子模拟器铺平了道路。
2017-09-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Optical spin conductivity in ultracold quantum gases
我们证明了在超冷原子中，光学自旋电导率是体自旋电流的一个小的交流响应，在凝聚态系统中是难以测量的。我们证明，这种导电性包含丰富的信息，通过分析实验上可实现的系统，如自旋1/2超流费米气体，自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体，和Tomonaga-Luttinger液体的量子态。所获得的电导率谱在德鲁德电导率中不存在，反映了准粒子激发和非费米液体性质。可解释的物理量包括超流费米气体的超流能隙和接触、玻色-爱因斯坦凝聚体的带隙和无隙自旋激发以及量子损耗、以及在冷原子实验中难以捉摸的Tomonaga-Luttinger液体参数的自旋部分。与质量输运对应物不同，自旋电导率作为探针适用于没有无序和晶格势的清洁原子气体。我们的形式可以推广到各种系统，如自旋轨道耦合和非平衡系统。
2022-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Probe knots and Hopf insulators with ultracold atoms
结和链接是迷人的和复杂的拓扑对象。它们的影响范围从DNA和分子化学到超流氦中的涡旋、液晶中的缺陷和早期宇宙中的宇宙弦。在这里，我们发现，打结结构也存在于一类特殊的三维拓扑绝缘体-霍普夫绝缘体。特别是，我们证明了动量空间的自旋纹理的霍普夫绝缘体扭曲的非平凡的方式，这意味着存在各种结和链接结构。我们进一步说明，结和非平凡的自旋纹理可以探测通过标准的飞行时间图像冷原子的自旋取向的原像轮廓球极坐标。所提取的霍普夫不变量，结，和链接被验证是强大的典型的实验缺陷。我们的工作建立了在霍普夫绝缘体中存在的打结结构，这可能在自旋电子学和量子信息处理中有潜在的应用。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
