Probing Bardeen-Cooper-Schrieffer pairing and quasiparticle formation in ultracold gases by Rydberg atom spectroscopy
Universität Heidelberg（海德堡大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；TU Wien（维也纳工业大学）
提出利用里德伯杂质作为光谱传感器，通过功能行列式方法直接测量超流间隙，并揭示库珀对是否被破坏或完整捕获，建立了里德伯原子光谱作为强关联物质局部探针的方法。
2026-06-11 cond-mat.quant-gas
Pauli blocking effects and Cooper triples in three-component Fermi gases
我们研究了泡利阻塞对介质中普遍二体和三体态的影响。它们相应的能量是从两体和三体介质内散射振幅的极点中提取的。与真空相比，介质效应降低了二聚体和三聚体态的结合。在两体散射中，恢复了著名的库珀对物理。在三体扇区中，我们发现了一类新的正能量极，可以解释为库珀三元组。
2012-08-15 cond-mat.quant-gas nucl-th
Isothermal compressibility and effects of multi-body molecular interactions in a strongly interacting ultracold Fermi gas
本文从理论上研究了超冷费米气体在正常状态下的等温压缩性$κ_{T}$。包括配对波动，以及预制对形成，自洽的$T$ -矩阵近似（SCTMA）的框架内，我们评估了这个热力学量的温度依赖性在整个BCS（Bardeen-Cooper-Schrieffer）-BEC（玻色-爱因斯坦凝聚）交叉区域。虽然$κ_T$在弱耦合BCS制度的费米面附近的费米原子占主导地位，紧束缚的库珀对分子之间的相关性被发现在强耦合BEC制度中起着至关重要的作用。在后一个区域，除了两体分子相互作用，一个三体一个被证明是sizably影响$κ_T$附近的超流相变温度。我们的研究结果表明，强耦合BEC制度的超冷费米气体将提供一个独特的机会，研究多体之间的关联库珀对分子。
2022-09-08 cond-mat.quant-gas
Cooperative effects in dense cold atomic gases including magnetic dipole interactions
本文理论研究兼具电、磁偶极相互作用的冷原子气体，分别用多体物理和开放系统方法分析量子简并与非简并情形，揭示自旋模型、光散射方向性及亚/超辐射与量子统计的关系。
2023-06-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin Susceptibility and Strong Coupling Effects in an Ultracold Fermi Gas
研究了超冷费米气体BCS（Bardeen-Cooper-Schrieffer）-BEC（玻色-爱因斯坦凝聚）过渡区的磁性和强耦合修正.在扩展的$T$ -矩阵理论的框架内，我们计算了超流相变温度以上的自旋磁化率$χ$ $T_{\rm c}$。在交叉区域中，形成的预形成的库珀对示出引起$χ$的非单调的温度依赖性，这是类似于所谓的自旋间隙现象中观察到的低掺杂制度的高- $T_{c}$铜酸盐。根据$χ$的这种行为，我们确定自旋带隙温度为在BCS-BEC交叉区域中$χ$取最大值时的温度。由于自旋磁化率对单态库珀对的形成是敏感的，我们的结果将是有用的，在考虑的温度区域，配对波动是重要的超冷费米气体的BCS-BEC交叉制度。
2013-07-04 cond-mat.quant-gas
Three-body crossover from a Cooper triple to bound trimer state in three-component Fermi gases near a triatomic resonance
本文从理论上研究了三原子共振附近不同组分间存在成对接触相互作用的三组分费米气体的基态性质。利用三维介质中二体和三体团簇态的变分方程，我们阐明了费米表面效应引起的对和三体形成的竞争。我们提出了基态相图，表现出从库珀对过渡到库珀三重态和交叉从库珀三紧束缚三聚体状态在负散射长度。这种三体交叉类似于在双组分费米气体中观察到的Bardeen-Cooper-Schrieffer到玻色-爱因斯坦凝聚交叉。我们预言由于Cooper三重态的出现，三体态的阈值散射长度$a_{-}$可以向弱耦合侧移动。
2021-07-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Onset of a Pseudogap Regime in Ultracold Fermi Gases
我们表明，使用基于量子蒙特卡罗技术的从头计算方法，赝能隙制度出现在超冷费米气体接近幺正点。我们将该区域的开始定位在对应于（k_{F} a）^{-1} \approx -0.05（a -散射长度）的相互作用强度的值处。我们确定的差距作为一个函数的温度和相互作用强度的费米气体周围的酉限制的演变，并表明我们的结果表现出显着的协议与最近的波矢分辨射频光谱数据。我们的研究结果表明，有限温度下的费米气体周围的幺正性的结构是更加复杂的，并涉及与预制库珀对，但不有助于长程序的阶段的存在。
2011-10-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-th
Mechanism of screening or enhancing the pseudogap throughout the two-band Bardeen-Cooper-Schrieffer to Bose-Einstein condensate crossover
我们证明了在深带和浅带具有不同配对强度的双带费米子系统中，Bardeen-Cooper-Schriffi-Bose-Einstein凝聚（BCS-BEC）交叉中多个赝能隙的涨落.这一现象的显著特征是赝能隙态的多体屏蔽和对交换耦合的重要性，这导致了两个能带中多个赝能隙的形成。多带结构通过屏蔽效应抑制了强相互作用浅带中的对涨落和赝能隙开放，这可能与铁基超导体中的赝能隙现象有关。另一方面，多赝能隙机制伴随着二进制预制库珀对的出现，源于带内耦合和对交换耦合之间的相互作用。
2020-12-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Fulde-Ferrell superfluids in spinless ultracold Fermi gases
在过去的几十年里，在自旋单态超流体中，费米子形成有限动量库珀对的富尔德-费雷尔（FF）超流体相得到了很好的研究。与以往在自旋冷原子中设计FF态的工作不同，我们证明了在与最近邻相互作用相关的光晶格中的无自旋费米气体中也能产生FF态.无自旋FF态的机制依赖于通过调整化学势而分裂的费米表面，这自然会产生有限动量库珀对。相变伴随着改变的陈数，其中，不同于传统的图片，带隙不关闭。通过超越平均场的计算，我们发现有限动量对更稳健，产生的系统有望在有限温度下保持FF态。最后给出了无自旋FF态的可能实现和检测方案。
2018-06-06 cond-mat.quant-gas
Observation and quantification of pseudogap in unitary Fermi gases
本研究在均匀锂-6原子幺正费米气体中，利用动量分辨微波光谱精确测量谱函数，观测到超流转变温度以上的配对涨落驱动赝能隙，揭示了虚配对破裂与重组机制，并发现与普朗克极限相当的单粒子散射率，定量表征了强相互作用费米气体中的赝能隙。
2023-10-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Pressure profiles of nonuniform two-dimensional atomic Fermi gases
压力的空间分布已在原子费米气体中测量，主要是二维运动学。粒子的面内运动受高斯势的限制。在不同的s波引力下制备了双组分深度简并费米气体。使用力平衡方程，从测得的密度分布和捕获潜力的压力分布。的压力进行比较，零温度模型内的局部密度近似。在弱相互作用区，压力高于朗道费米液体理论，低于理想费米气体模型，其预测与库珀对平均场论一致。最接近数据的值由库珀对的平均场补充波动的方法提供。在强相互作用的范围内，响应于增加的吸引力，低于该模型的压力移动达到在Monte Carlo方法内计算的较低值。与模型的比较表明，相互作用引起的偏离2D运动学是小的或不存在。特别是，与晶格蒙特卡罗的比较表明，运动学是2D的强相互作用的制度。
2016-09-02 cond-mat.quant-gas
Pairing sizes in attractively interacting Fermi gases with Spin-orbit Couplings
在中性冷原子系统和凝聚态系统中，自旋-轨道耦合（SOC）对吸引相互作用费米系统的影响已被广泛研究。最近，有人建议，SOC驱动一类新的BCS到BEC的交叉，这是不同于传统的没有SOC。在这里，我们探索什么是最相关的物理量来描述这样一个新的BCS到BEC的交叉和他们的实验检测。我们将无SOC时的对长和“库珀对尺寸”的概念推广到有SOC的费米系统，研究了化学势、对长和“库珀对尺寸”对SOC强度和$ 3d $散射长度的依赖关系（在$ 2d $的束缚态能量）的三个吸引相互作用的费米气体与三维（3d）Rashba，3d Weyl和2d Rashba SOC。我们发现，只有配对长度可以用来描述这种新的BCS BEC交叉。此外，它是唯一可以通过射频解离光谱类型的实验直接测量的长度。我们强调的配对长度，“库珀对大小”和两体束缚态大小之间的重要差异。我们的结果提供了新的BCS到BEC交叉及其在各种冷原子和凝聚态系统中的实验检测的基本和全局图像。
2014-08-14 cond-mat.quant-gas
Ultra-cold Fermi gases with resonant dipole-dipole interaction
用标准平均场论研究了共振偶极费米气体中的超流相。与各向同性相互作用下费米气体从玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）到Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）超流的过渡不同，共振偶极相互作用导致紧束缚费米分子在共振两侧出现两个完全不同的BEC相，它们具有两个具有明显内部对称性的序参量.我们指出，在共振附近，两个竞争相可以共存，和一个新兴的相对相位之间的两个序参量自发地打破了时间反演对称性，这可以观察到的动量分辨射频光谱。
2012-08-02 cond-mat.quant-gas
Physics of Cold Atomic Fermi Gases
我们考虑一个封闭在陷阱中的冷的两组分原子费米气体。我们将状态之间的厄米耦合（我们假设它们是具有不同自旋的状态）与具有这些不同自旋的原子的库珀配对结合起来。这为研究涉及拉曼耦合的各种现象之间的相互作用开辟了新的前景（例如，原子激光器，暗态极化激元）和由粒子的库珀配对引起的效应（例如，超流性）。我们得到了物质波从振荡行为向放大行为转变的阈值。
2017-03-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Cooper pairing and BCS-BEC evolution in mixed-dimensional Fermi gases
类似于最近用玻色-玻色混合物所实现的[Lamporesi等人，物理修订版信函104，153202（2010）]，混合维费米-费米混合物可以通过将物种选择性一维光晶格应用于两物种费米气体（$σ\equiv \{\uparrow, \downarrow \}$）来产生，使得只有一个物种感受到晶格势并被限制在准二维几何形状，而对另一个物种具有可忽略的影响，即使其成为三维的。研究了这类混合物在BCS-BEC演化过程中的超流基态相图，发现了正常区、有隙区、无隙区和相分离区。特别地，我们发现了一个稳定的无隙超流相，其中未成对的$\uparrow$和$\downarrow$费米子与成对的（或超流）费米子共存于不同的动量空间区域。这个相在某些方面类似于在密度不等的混合物中发现的Sarma态，但在我们的情况下，无间隙超流相是非极化的，最重要的是它对相分离是稳定的。
2010-10-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
QCD-like phase diagram with Efimov trimers and Cooper pairs in resonantly interacting SU(3) Fermi gases
本文研究了有限相互作用范围内共振相互作用SU（3）费米气体的色超流性和三聚体的形成。有限范围对于避免Thomas坍缩和处理系统中的Efimov效应是至关重要的。利用考虑介质效应的Skorniakov-Ter-Martirosian（STM）方程，研究了有限温度下原子费米分布对Efimov三聚体能量的影响。在非自洽的$T$ -矩阵近似（TMA）下给出了色超流性的临界温度。通过这种方式，我们可以提供对作为温度$T$和化学势$μ$的函数的相图的初步了解。该相图由三聚体、正常和色超流相组成，与有限密度和温度下的量子色动力学（QCD）相类似，表明有可能在实验室中模拟这种极高密度物质的性质。
2019-04-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con hep-th
The decay and collisions of dark solitons in superfluid Fermi gases
通过对含时Bogoliubov-de Gennes方程的数值模拟，研究了超流费米气体中孤子通过玻色-爱因斯坦凝聚体到Bardeen-Cooper-Schrieffer（BEC-BCS）交叉的碰撞以及孤子衰变为声音的过程.当孤子被外加势加速到体对破缺速度时，就会发生这种衰减过程。当孤子与另一个孤子发生非弹性碰撞而被加速时，也会发生类似的衰减过程。我们发现，孤子碰撞变得越来越非弹性，因为我们从BEC BCS制度，多余的能量转化为声音。我们解释这种效果是由于局部化的孤子内的Andreev束缚态的演化。
2011-09-29 cond-mat.quant-gas
The Fermi Gases and Superfluids: Short Review of Experiment and Theory for Condensed Matter Physicists
超冷原子费米气体的研究是一个迅速发展的学科，它决定了凝聚态物理和原子物理学的新方向。一般来说，使这些气体如此重要的是它们非凡的可调性和可控性。利用费什巴赫共振，人们可以调节吸引的两体相互作用从弱到强，从而使从库珀对的BCS超流体到玻色-爱因斯坦凝聚超流体的平滑过渡。此外，人们可以调整两个自旋态的布居，从而可以观察到奇异的自旋极化超流体，例如Fulde Ferrell Larkin Ovchinnikov（FFLO）相。实验者可以使用各种强大的表征工具，这些工具通常具有直接的凝聚态类似物。在这一章中，我们提出了一个一般性的审查，这些费米气体的状态与交流的兴奋和巨大的潜力领域的目的。
2012-02-09 cond-mat.quant-gas
Grassmann Phase Space Theory for the BEC/BCS Crossover in Cold Fermionic Atomic Gases
将格拉斯曼相空间理论（GSPT）应用于冷费米原子气体中的BEC/BCS交叉，并确定了BEC/BCS交叉的演化过程量子关联函数（QCF）的特性（随时间或温度），其指定：（a）单个库珀对中自旋向上和自旋向下的费米子原子的位置，以及（b）两个库珀对中两个自旋向上和两个自旋向下的费米子原子的位置这些QCF中的第一个与描述库珀对的尺寸变化有关，因为费米子-费米子耦合常数经由费什巴赫共振方法通过从BEC侧的小库珀对到BCS侧的大库珀对的交叉而改变。其中第二个QCF对于描述两个库珀对中费米子原子位置之间的相关性很重要，预计在交叉的BEC或BCS侧很小，但预计在强相互作用幺正区域中很重要，其中库珀对的大小与库珀对之间的间隔相当。在GPST中，QCF最终通过Grassmann随机动量场乘积的随机平均给出，并且GPST表明，在稍后的时间，Grassmann随机动量场乘积的随机平均（或较低温度）与较早时刻Grassmann随机动量场乘积的随机平均值线性相关（或更高的温度），并且线性关系中涉及的矩阵元素都是c数。这些矩阵元素对应于一个小的时间或温度增量的表达式已获得解析，提供所需的公式的演变，计划为未来的出版物的数值研究。各种初始条件被认为是，包括那些在零温度下的非相互作用的费米子气体和高温气体。
2023-02-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Three-component topological superfluid in one-dimensional Fermi gases with spin-orbit coupling
本文从理论上研究了塞曼场存在下的一维三组分自旋轨道耦合费米气体。通过求解Bogoliubov-de-Gennes方程，得到了在给定化学势和序参量下的相图。结果表明，随着塞曼场强度的增加，系统经历了从Bardeen-Cooper-Schrieffer超流到拓扑超流的相变。通过与二组分系统的比较，我们发现，除了从平凡超流到非平凡拓扑超流的拓扑相变外，系统始终处于非平凡拓扑超流中，并且随着磁场的增加，系统存在两个Majorana零能区.我们发现在一定的参数范围内，三组分自旋轨道耦合费米气体由于所需的磁场较小，更适合于实验实现。因此，我们提出了一个有希望的候选人实现拓扑超流体。
2014-08-25 cond-mat.quant-gas
Bosonic thermoelectric transport and breakdown of universality
本文比较了正相原子气体和费米气体中的玻色输运，说明了不同耗散机制下二维玻色输运的非普适性。在超流转变温度$T_c$附近，费米输运和玻色子输运之间出现了惊人的相似性，因为费米气体的超导（流体）波动输运由玻色子、库珀对分量主导。如在涨落理论中一样，人们发现塞贝克系数在$T_c$处改变符号，而洛伦兹数在$T_c$处接近于零。我们的研究结果出现半定量与最近的玻色气体实验一致。
2014-10-15 cond-mat.quant-gas
Bound states and Cooper pairs of molecules in 2D optical lattices bilayer
我们研究了二维光晶格双层结构中超冷偶极费米分子的库珀对、束缚二聚体的形成以及二聚体-二聚体的弹性散射。虽然能量和它们相关的束缚态是以变分的方式确定的，但相关的两分子对是按照原始的Cooper公式来处理的。我们证明了二维晶格禁闭有利于零中心质量动量束缚态的形成。关于库珀对结合能，这取决于每层中的分子群体。最大结合能发生非零（零）对动量时，费米系统极化（非极化）。我们找到了一个解析表达式的二聚体-二聚体的有效相互作用在深BEC制度。本分析代表了一条路线，解决BCS-BEC交叉超流性的偶极费米气体限制在二维光晶格在目前的实验全景。
2015-11-19 cond-mat.quant-gas
Optical control of a magnetic Feshbach resonance in ultracold Fermi gases
我们利用激光近共振和分子的束缚-束缚跃迁来控制$^{40}$ K原子超冷费米气体中的磁费什巴赫共振。通过施加将基态Feshbach分子态耦合到电子激发分子态的激光场来测量激发分子态的光谱。在低于$^{2}P_{1/2}+^{2}S_{1/2}$阈值的情况下，观察到9个强的束缚-束缚共振。我们使用射频光谱来表征激光修饰的束缚态附近的一个特定的束缚到束缚共振，并清楚地显示了磁费什巴赫共振使用光与可忽略的原子损失的移位。所展示的技术可用于在从玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）到巴丁-库珀-施里弗（BCS）超流体的交叉区域中以高的空间和时间分辨率修改原子间的相互作用。
2013-10-28 cond-mat.quant-gas
Pair formation in quenched unitary Bose gases
通过求解一个包含三体损失和二阶关联的多体模型，研究了简并玻色气体的么正性淬灭。随着气体在强相互作用区域中演化，关联的积累导致纯粹由多体效应束缚的扩展对的形成，类似于费米气体BCS区域中的库珀配对现象。通过快速扫描远离么正性，我们详细介绍了相关增长和形成的绑定对出现在扫描后剩余的未绑定原子的分数，发现定量与实验一致。我们评论高阶效应在解释我们的理论结果与实验的偏差较慢的扫描和较长的时间花费在统一制度的可能作用。
2019-07-11 cond-mat.quant-gas
Spin-Imbalanced Quasi-Two-Dimensional Fermi Gases
我们测量了一个含有$N_1$自旋向上原子和$N_2$自旋向下原子的$^6$ Li费米气体的密度分布，该费米气体被限制在准二维几何中。测量的空间分布作为自旋不平衡$N_2/N_1$和相互作用强度，这是通过碰撞（Feshbach）共振控制的函数。对于一个真正的二维系统，测量的云半径和中心密度与平均场Bardeen-Cooper-Schrieffer理论不一致。我们发现，正常流体混合物的数据是合理的，很好地拟合一个简单的二维极化子模型的自由能。没有预测的模型是一个自旋平衡的中心核心，这是观察到以上的$N_2/N_1$的临界值的相变。我们的观测结果为预测准二维费米气体的相结构提供了重要的基准。
2014-12-23 cond-mat.quant-gas
Cooperative Electronic and Phononic Mechanism of the High Temperature Superconductivity in Cuprates
在传统的超导体中，声子将两个自旋相反的电子粘在一起形成库珀对，这些对的凝聚导致了超导性。确定铜氧化物高温超导的机制是物理学中最重要的问题之一。即使在Bednorz和Muller于1986年首次报道高温超导体后的四分之一个世纪里，人们仍然没有对这些材料中超导性的配对机制达成普遍共识。到目前为止，已经发展了许多理论来解释铜酸盐的奇异性质，但它们只能解释有限数量的实验。在这篇文章中，我们提出了一个新的配对机制，结合强关联和声子介导的相互作用在平等的基础上产生超导性。在这个框架中，电子之间的强关联和反铁磁相互作用产生RVB对，声子提供这些RVB对之间的相位相干性。在这种方法中，这两者都是获得超导性所必需的。这种方法解决了U（1）从玻色子方法的三个局限性。我们得到了一个更好的$T_c$的估计，我们只预测了$\frac{h}{2ec}$涡和线性$T$系数的超流体是不敏感的掺杂。这种形式主义提供了一个框架，连接安德森的想法，预制库珀对和声子为基础的理论。
2011-10-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The J-triplet Cooper pairing with magnetic dipolar interactions
近年来，具有强磁偶极相互作用的冷原子费米气体被激光冷却到量子简并。不同于电偶极子的经典矢量，原子磁偶极子是与原子的超精细自旋成正比的量子力学矩阵算符，从而为研究奇异多体物理提供了丰富的机会。此外，与各向异性电偶极气体不同，非极化磁偶极系统在同时自旋轨道旋转下是各向同性的。这些特征产生了一种新的配对对称性的强大机制：轨道p波（L=1）自旋三重态（S=1）与库珀对的总角动量J=1配对。这种配对明显不同于J=0的$^3$ He-B相和$J$不保守的$^3$ He- $A$相。它也不同于自旋自由度被冻结的单组分电偶极系统中的p波配对。
2012-04-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Universal Properties of Fermi Gases in One-dimension
在这篇论文中，我们利用Bethe模型研究了一维自旋极化双组分费米气体的普适性质。通过对物态方程、接触、磁化率和接触磁化率的精确计算，讨论了量子相位和相变，给出了三维玻色-爱因斯坦凝聚和Bardeen-Cooper-Schrieffer交叉的一维模拟以及相关的普遍磁性的精确理解.特别地，我们得到了低温下磁化率$χ\sim {1}/{\sqrt{T}}\exp(-Δ/T)$的精确形式，其中$Δ$是能隙，$T$是温度。此外，我们建立了排斥和吸引费米气体的极化$P$和接触$C$之间的关系的精确上限和下限。我们的研究结果强调了在强相互作用的1D费米子系统，可以揭示更高的维度对波动的作用。
2016-09-27 cond-mat.quant-gas
Theory of the Two-Particle Emission from Superfluid Fermi Gases in the BCS-BEC Crossover
本文提出了光子吸收诱导超流费米气体发射费米子对的理论。在固态物理学中，这种类型的过程被称为双光发射（DPE）。感生的两粒子电流（或DPE电流）的频谱提供了一个直接的洞察凝聚费米子对的对相关。本文用含时微扰理论处理两个费米气体的耦合，发展了一个一般形式的二粒子电流。利用该方法计算了T=0时超流费米气体在BCS-BEC交叉区的DPE电流的能量分布。我们表明，DPE电流具有凝聚对分量和不相关对态的明显贡献。我们还计算了在BCS-BEC交叉的DPE电流的角度依赖性。在BEC区，紧束缚分子的DPE电流与弱束缚的库珀对的DPE电流有很大的不同。
2013-10-09 cond-mat.quant-gas
Spin susceptibility and effects of inhomogeneous strong pairing fluctuations in a trapped ultracold Fermi gas
从理论上研究了简谐势阱中幺正费米气体的磁性。在扩展的$T$ -矩阵近似（ETMA）的框架内，考虑强的对涨落，以及局域密度近似（LDA）中的陷阱势的影响，我们计算了超流相变温度以上的局域自旋极化率$χ(T,r)$（$T_{\rm c}$）.我们发现，形成的预单线态库珀对有害地抑制$χ(T,r)$的陷阱中心附近的$T_{\rm c}$。我们还指出，在么正性极限下，均匀费米气体中的自旋带隙温度可以通过观测$χ(T,r)$的空间变化来估算。由于真实的超冷费米气体总是处于陷阱势中，我们的结果将有助于研究这种空间不均匀性对BCS-BEC交叉区超冷费米气体热力学性质的影响.
2015-07-28 cond-mat.quant-gas
SU(2) Ginzburg-Landau theory for degenerate Fermi gases with synthetic non-Abelian gauge fields
非阿贝尔规范场在凝聚态物理和高能物理中实现新的量子现象中起着关键作用。近年来，人们在中性简并费米气体中建立了人工非阿贝尔规范场，并产生了许多奇异效应。所有这些预言都可以用微观的Bardeen-Cooper-Schrieffer理论很好地理解。在本工作中，我们建立了具有合成非阿贝尔规范场的简并费米气体的SU（2）Ginzburg-Landau理论。我们首先用局域规范场理论解决了一个基本问题，即初始作用在费米原子上的非阿贝尔规范场如何影响没有额外电荷的配对场，从而得到第一和第二SU（2）Ginzburg-Landau方程。基于所得到的SU（2）Ginzburg-Landau方程，我们发现随着合成非阿贝尔规范场强度的增加，带内（带间）配对的超流临界温度线性增加（减小）。更重要的是，我们预言了一种新的SU（2）非阿贝尔约瑟夫森效应，它可以用来设计一种新的原子超导量子干涉器件。
2014-06-09 cond-mat.quant-gas
Topological Uniform Superfluid and FFLO Phases in 3D to 1D crossover of spin-orbit coupled Fermi gases
我们考虑准一维系统实现了一个阵列的弱耦合平行一维“管”在一个二维晶格，允许自由运动的原子在轴向方向上的存在下的塞曼场，Rashba型自旋轨道耦合（SOC），和s-波吸引相互作用，而径向运动是严格限制的。我们求解了准一维费米气体的零温（T=0）Bogoliubov-de Gennes（BdG）方程，其中色散被管间隧穿修正，并表明T=0相图中存在Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）相，对于较小的SOC值，质心动量为零的库珀对，而对于较大的SOC值和高塞曼场，则为均匀的超流相质心动量为零时，库珀对向拓扑均匀超流相（管端为Majorana费米子）的方向不稳定。此外，我们表明，在这个模型中，调整二维光晶格强度允许一个探索的3D和1D系统之间的过渡过程中的相的交叉行为，并在一般的FFLO（小SOC）和拓扑均匀的超流相（大SOC）的系统变得更加一维的青睐。我们还发现存在的塞曼调谐的拓扑量子相变（TQPT）的FFLO相位本身和大值的塞曼字段和小SOC的TQPT引起的拓扑不同的FFLO相位的证据。
2013-09-01 cond-mat.quant-gas
Imbalanced Fermi Gases at Unitarity
我们考虑具有强吸引相互作用的不平衡费米气体，其中库珀对的形成起着重要的作用。双组分混合物要么由处于两种不同超精细态的相同费米子原子组成，要么由两种不同的原子物种组成，它们都只占据一个超精细态。在这两种情况下，允许每个组分的原子数不同，这导致自旋不平衡或自旋极化。两种不同的原子种类也会导致质量不平衡。非平衡费米气体与凝聚态物理、核物理和天体粒子物理有关。近年来，随着超冷原子费米气体中的实验实现，人们对它们进行了深入的研究。在这样的系统中的实验控制允许作为温度，自旋极化和相互作用强度的函数的状态方程和相图的系统研究。本文综述了强相互作用非平衡费米气体的研究进展，主要目的是描述高度受控实验的结果。我们首先讨论费什巴赫共振，然后用平均场论处理非平衡费米气体，介绍相关的物理。我们遇到了几个不寻常的超流相，包括相分离，无间隙的Sarma超流性和超固体。为了获得一个更定量的描述的实验，我们还审查更复杂的技术，如图解方法和重整化群理论。最后，我们讨论了两种理论方法来处理非均匀非平衡费米气体，即朗道-金兹伯格理论和Bogoliubov-de Gennes方法。
2012-10-07 cond-mat.quant-gas
Disentangling Pauli blocking of atomic decay from cooperative radiation and atomic motion in a 2D Fermi gas
通过直接测量原子布居来观察原子自发衰变的泡利阻塞需要使用长寿命的原子气体，其中量子统计、原子反冲和合作辐射过程都是相关的。我们开发了一个理论框架，能够同时占所有这些影响的制度，在半经典的非相互作用或相互作用的冷冻原子近似的基础上先前的理论方法失败。我们将其应用于原子在一个单一的二维煎饼或煎饼阵列具有有效的$Λ$水平结构（一个激发和两个简并基态）。我们确定了一个参数窗口，其中的原子寿命的两个扩展因子明确归因于泡利阻塞应在实验上观察到的深度简并气体与$\sim 10^{3} $原子。我们的预测得到了$^{87}$ Sr原子中${}^{1}\rm{S_0}-{}^{3}\rm{P_1}$跃迁的数依赖性激发态衰变率的观察的支持。
2021-08-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Exotic pairing in 1D spin-3/2 atomic gases with $SO(4)$ symmetry
在一维自旋为3/2的超冷原子费米子系统中，通过对碰撞原子自旋单态和五态通道的调谐作用，可以在保持可积性的前提下改变系统的对称性.本文在自旋3/2费米气体中发现了一个新的$SO(4)$对称可积点，并利用Bethe变换导出了该模型的精确解.与具有$SU(4)$和$SO(5)$对称性的模型相比，具有$SO(4)$对称性的本模型在两组$SU(2)\otimes SU(2)$自旋子空间中保留了自旋单线态和五重态库珀对。通过推广的Yang-Yang热力学方程，我们得到了完整的相图，包括Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinnikov类对关联，自旋激发和量子临界。特别地，在共形场论的框架下，利用有限尺寸修正计算了各种关联函数。此外，在局域密度近似下，我们进一步发现，自旋单线态和五重态对形成微妙的多壳层结构的密度分布的被困气体。
2015-05-06 cond-mat.quant-gas
Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov Phases in Two-dimensional Spin-Orbit Coupled Degenerate Fermi Gases
Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）相是一种在强磁场中具有非零总动量库珀对的超导态，早在50多年前就被预言，现在已经成为物理学许多分支中的一个重要概念。然而，没有明确的实验证据的存在FFLO相已被观察到。最近，自旋不平衡超冷简并费米气体由于其高实验可控性和缺乏无序性而成为观测FFLO相的新的强大平台。然而，在三维简并费米气体中，FFLO相可以在简单的平均场论内描述，对于FFLO相的参数区域太小而不能在实验中观察到。最近，我们发现三维简并费米气体中的Rashba型自旋轨道耦合和面内塞曼场提供了一种更有效的方法来产生FFLO相，因为（1）在相图中FFLO相的参数区域大大扩大;（2）由于FFLO相和传统的Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）相之间的能量差增加，FFLO相稳定。本文利用平均场论研究了二维自旋轨道耦合简并费米气体中的FFLO相，特别关注了FFLO态的物理起源。讨论了FFLO相的基本性质，得到了零温下的相图。研究了不同量子相位的对称性，为利用飞行时间成像实验观测FFLO相位提供了重要依据。
2013-11-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Polarized Fermi gases in asymmetric optical lattices
本文用精确谱代替Fermi-哈伯德模型，研究了任意势深的非对称光晶格中非平衡两组分费米气体的零温相图.研究了晶格势和原子密度对完全成对的Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）态，特别是Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）态的影响.结果发现，增加晶格势有利于BCS在低密度，因为增强的有效耦合，而FFLO是有利于在中等密度时，系统经历了一个维度交叉。最后，利用局域密度近似，我们研究了在外部谐波陷阱存在下，仅通过调整晶格势的相位分布的演变。
2010-02-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Interaction-Range Effects and Universality in the BCS-BEC Crossover of Spin-Orbit Coupled Fermi Gases
研究了费米子超冷量子气体从Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）超流到玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的演化过程.我们发现，交叉的相互作用和SOC的有限范围之间的竞争和阈值$λ_B$的拓扑转变的影响，仅在小的对大小，BEC，政权的相互作用。低于$λ_B$，我们发现在临界温度，化学势和冷凝分数的普遍行为的持久性，提供的对相关长度被用作驱动参数。在阈值以上，普适性在大对尺寸的情况下丧失。这里，限制性的基态偏离弱相互作用的类BCS，因此需要不同的描述。我们的研究结果可以是相关的，鉴于目前的实验与冷原子在光学腔，可调范围内有效的原子相互作用可以工程。
2019-11-09 cond-mat.quant-gas
Cavity-induced multispin interactions and phase transitions in ultracold Fermi gases
South China Normal University（华南师范大学）；The University of Hong Kong（香港大学）
本文提出一种超冷费米气体方案，通过原子-腔耦合生成多自旋态有效相互作用，驱动超流到自旋密度波的连续相变，为高自旋多体物理量子模拟提供通用平台。
2026-07-30 cond-mat.quant-gas
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
Auxiliary field formalism for dilute fermionic atom gases with tunable interactions
我们发展了对应于自旋为1/2的费米子稀体系的辅助场形式。这个理论代表了最近由F. Cooper等人[Phys.Rev.Lett. 105，240402（2010）]来描述玻色粒子的稀释气体。在可调相互作用的假设下，该方法适用于研究超冷费米子原子气体中从Bardeen-Cooper-Schriffer（BCS）对态到玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）态的交叉.我们表明，当应用到费米的情况下，在零温度下，领先的辅助场（LOAF）近似给出了相同的方程中得到的标准BCS变分图片。在有限温度下，LOAF导致Sa de Melo，Randeria和Engelbrecht [Phys. Rev. Lett. 71，3202（1993）; Phys.Rev.B55，15153（1997）]。因此，LOAF提供了一个统一的框架来研究相互作用的费米气体。这里讨论的平均场结果可以通过计算单粒子不可约（1-PI）作用量修正，一阶一阶地得到系统的改进。
2011-05-25 cond-mat.quant-gas hep-ph nucl-th
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
Excitation Spectrum and Superfluid Gap of an Ultracold Fermi Gas
超冷原子气体是实验研究强关联量子多体系统的有力工具。特别是，具有可调相互作用的超冷费米气体已经允许实现著名的从分子的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）到弱束缚库珀对的巴丁-库珀-施里弗（BCS）超流体的BEC-BCS交叉。然而，在BEC-BCS交叉的费米超流体的激发谱的大部分仍然是未开发的。在这项工作中，我们使用布拉格光谱测量的全动量分辨低能激发光谱的强相互作用的超冷费米气体。这使我们能够直接观察到发生在BEC-BCS交叉中的从玻色子到费米子超流体的平滑转变。我们还使用我们的光谱，以确定超流间隙的演变，并找到与以前的实验和自洽的T-矩阵计算在BEC和交叉制度的极好的协议。然而，对BCS政权的计算，包括粒子-空穴相关性的影响显示出更好的协议与我们的数据。
2021-05-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Vortex arrays in neutral trapped Fermi gases throughout the BCS-BEC crossover
第二类超导体中的涡旋阵列承认无限系统的平移对称性。然而，在某些情况下，如超冷的费米气体和中子星的外壳，有限尺寸效应使得解释涡旋的几何排列变得相当复杂。在这里，我们自洽地产生这些阵列的涡流在零和有限的温度通过微观描述的非均匀超流体的基础上的局部序参量的微分方程，通过粗粒化的Bogoliubov-德Gennes（BdG）方程。通过这种方式，粒子间相互作用的强度沿着BCS-BEC交叉变化，从BCS极限中的大部分重叠的库珀对到BEC极限中的稀释复合玻色子。与两个具有里程碑意义的超冷费米气体实验的详细比较，旨在揭示超流相的存在，带来了几个特征，使它们与自然界中的其他系统也相关。
2016-11-04 cond-mat.quant-gas 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
Pairing patterns in polarized unitary Fermi gases above the superfluid transition
我们非微扰地研究了极化酉双组分费米气体在高温区的配对，通过提取对动量分布和散粒噪声关联。而对动量分布，使我们能够分析由一个自旋向上和一个自旋向下费米子组成的对的传播，散粒噪声相关性为我们提供了一个断层扫描洞察周围的费米表面与两个物种相关的配对相关性。假设超流转变上方的主导配对模式也控制着低温区凝聚体的形成，我们的分析表明，超流基态是均匀的，并且在很宽的极化范围内是Bardeen-Cooper-Schriller型的。
2021-12-14 cond-mat.quant-gas hep-lat nucl-th
Density Profiles of Strongly Interacting Trapped Fermi Gases
我们研究的密度分布在被困的费米子气体，近费什巴赫共振，在所有$T \leq T_c$和近BEC和幺正制度。对于后者，我们量化和一般被忽视的非凝聚库珀对的贡献的特点。作为这些对的结果，我们的配置文件是相当好地适合于一个Fermas-Fermi（TF）的功能形式，并同样适合于实验数据。我们的工作提供支持的概念，TF适合可以在实验中使用，以获得有关温度的信息。
2004-12-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Diffusion Monte Carlo study of strongly interacting two-dimensional Fermi gases
超冷原子费米气体一直是研究的热门话题，最近关注的是二维（2D）气体。在这项工作中，我们进行了T=0从头计算扩散蒙特卡罗计算的强相互作用的两个组件的费米气体局限于二维。我们首先讨论有限尺寸系统和热力学极限的关系。在此之后，我们说明了相关的二维散射物理和波函数的性质。然后，我们显示能量的强耦合交叉，在玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）和巴丁-库珀-施里弗（BCS）制度之间。我们的BEC-BCS交叉的能量结果被参数化以产生状态方程，该状态方程用于确定Tan的接触。我们进行了详细的比较与其他微观结果。最后，我们计算的配对间隙的范围内的相互作用强度的强耦合制度，从变分优化的多体波函数。
2016-02-01 cond-mat.quant-gas nucl-th
Impurity probe of topological superfluid in one-dimensional spin-orbit coupled atomic Fermi gases
通过自洽求解微观Bogoliubov-de Gennes方程，研究了一维原子拓扑超流体中非磁性杂质在谐振子势阱中的散射。与拓扑平凡的Bardeen-Cooper-Schrieffer \textit{s}波超流体形成鲜明对比的是，拓扑超流体可以拥有一个束缚于局域非磁性杂质的中间带隙态。对于强杂质散射，束缚态变得普适，能量几乎为零，波函数严格遵循马约拉纳费米子的对称性。我们认为，这种普遍束缚态的观测可能是描述拓扑超流体拓扑性质的一个有用证据。我们的预言适用于二维光晶格中自旋轨道耦合的$^{40}$ K原子的超冷共振相互作用费米气体。
2013-01-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum phases of atomic Fermi gases with anisotropic spin-orbit coupling
本文考虑一般各向异性自旋轨道耦合（SOC），分析了平衡和非平衡费米气体在整个BCS-玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）演化过程中的相图。在第一部分中，我们使用自洽的平均场论在零温度下，并显示的拓扑结构的基态相图是相当强大的各向异性的影响。在第二部分中，我们超越了平均场的描述，研究了高斯涨落在临界温度附近的影响。这使我们能够推导出含时的金兹伯格-朗道理论，从中我们提取的有效质量的库珀对和它们的临界凝聚温度在分子BEC极限。
2011-09-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gradient corrections to the local density approximation for trapped superfluid Fermi gases
本文研究了BCS侧两组分超流费米气体的费什巴赫共振。本文用格林函数方法计算了包含库珀对的广义费米子理论的梯度修正。发现它们的相对大小可以用小参数$(d/R_{TF})^4$来测量，其中$d$是陷阱势的振子长度，$R_{TF}$是在高斯-费米近似下密度$n$的径向延伸。特别是在费什巴赫共振的普遍%常数$A_{TF}$有%的中心修正$A=A_{TF}+A_2(d/R_{TF})^4+\...$修正的局部密度近似计算和一个普遍的前因子$κ_W=7/27$推导出冯Weizsäcker型修正$κ_W(\hbar^2/2m)(\nabla^2 n^{1/2}/n^{1/2})$。
2010-12-14 cond-mat.quant-gas nucl-th
Spin-orbit coupling induced Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov-like Cooper pairing and skyrmion-like polarization textures in trapped optical lattices
研究了二维单带紧束缚光晶格中简谐囚禁费米气体的塞曼场与自旋轨道耦合（SOC）之间的相互作用。利用Bogoliubov-de Gennes理论，我们发现塞曼场与Rashba SOC的结合在系统的边缘产生了类似$(i)$ Fulde-Ferrell的超流性和类似$(ii)$ skyrmion的极化织构.讨论了相互作用、温度、SOC各向异性和塞曼场各向异性对超流基态和极化织构的影响。
2013-06-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
BCS and BEC p-wave pairing in Bose-Fermi gases
研究了零温下费米子-玻色子混合气体中费米子原子的配对。玻色子背景的密度涨落可以引起费米子之间的吸引相互作用，从而在混合物的费米分量中产生超流相。假设两种物质的原子都只处于一种内部状态，所以费米子的配对只在奇数-1通道中有效。在推导能隙方程时，没有对玻色气体中费米速度与声速之比的值作任何假设。间隙方程的解决没有任何特殊的“ananasteries”的配对场或有效的相互作用。详细研究了p波超流性。通过增加有效相互作用的强度和/或减小有效相互作用的范围，可以实现从Bardeen-Cooper-Schrieffer态到紧束缚耦合系统的费米子配对制度的转变。这些复合玻色子表现为弱相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体。
2011-09-13 cond-mat.quant-gas nucl-th
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
