Phase separation of a repulsive two-component Fermi gas at the two- to three-dimensional crossover
本文提出动能泛函与密度-势泛函相结合的框架，研究排斥性双组分费米气体在二维到三维渡越区的相分离，发现部分极化畴与壳层结构，并追踪相互作用强度和几何形状驱动的转变。
2024-05-03 cond-mat.quant-gas
Thermodynamic equivalence of two-dimensional imperfect attractive Fermi and repulsive Bose gases
本文考虑由无自旋点粒子组成的二维不完全吸引费米和排斥玻色气体，粒子间总相互作用能用$a N^2/2 V$表示，其中费米子用$a=-a_{F}\leq 0$表示，玻色子用$a=a_{B}\geq 0$表示.结果表明，尽管存在吸引力，但$d=2$非理想费米气体的热力学性质对于$0 \leq a_{F}\leq a_{0}=h^2/2πm$仍然是确定的，并且与具有$a_{B}=a_{0}-a_{F}$的排斥性非理想玻色气体的热力学性质完全相同.特别地，对于$a_{F}=a_{0}$，人们观察到有吸引力的不完全费米气体和理想玻色气体的热力学等价性。
2017-05-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Repulsive Fermi polarons with negative effective mass
最近的三维费米气体LENS实验报道了在强排斥区费米极化子的负有效质量（$m^*<0$）。自然会产生一个问题，即负的$m^*$是否是相分离（或巡回铁磁性）不稳定性的前兆。本文利用精确解研究了一维排斥费米极化子的基态和激发性质，在超Tonks-Girardeau区域，该极化子也表现出负的$m^*$.通过对总自旋、准动量分布和对关联的分析，我们得出结论：负的$m^*$与费米子的铁磁不稳定性和相分离无关，而是费米子在强排斥区的集体激发的一个内在特征.令人惊讶的是，对于大的和负的$m^*$，这种激发伴随着自旋密度调制时，大多数费米子移动更接近杂质，而不是被排斥远离，相反的相分离的图片。这些结果表明，在最近的LENS实验中观察到阴性$m^*$的另一种解释。
2017-11-08 cond-mat.quant-gas
Thermodynamics, contact and density profiles of the repulsive Gaudin-Yang model
我们解决的问题，计算的排斥一维两个组件的费米气体接触相互作用，也被称为高丁-杨模型的热力学性质。利用特定的晶格嵌入和量子转移矩阵，我们导出了均匀模型热力学的一个仅含两个非线性积分方程的精确系统，它适用于所有温度和化学势、磁场和耦合强度的值。该系统允许一个简单的和非常准确的计算的热力学性质规避的困难与截断的热力学贝特anesthetic系统的方程。我们提出了广泛的结果的密度，极化，磁化率，比热，相互作用能，谭接触和本地关联函数的相反的自旋。我们的研究结果表明，在低温和中温的实验接触是耦合强度的非单调函数。作为温度的函数的接触提出了一个明显的局部极小值的Tonks-Girardeau制度，这标志着一个突变的动量分布在一个小的温度区间。利用均匀模型的精确解和局域密度近似计算了存在简谐俘获势时系统的密度分布。我们发现，在有限温度下，只有当阱中心的极化度超过一个随温度单调增加的临界值时，密度分布才呈现出双壳结构（中心部分极化，两翼全极化）.
2016-03-10 cond-mat.quant-gas
Three attractively interacting fermions in a harmonic trap: Exact solution, ferromagnetism, and high-temperature thermodynamics
三个费米子在球谐势阱中具有强排斥作用，构成了最简单的非平凡系统，可以表现出巡游铁磁性的开始。在这里，我们提出了三个被困，吸引相互作用的费米子附近的费什巴赫共振的精确解。我们分析的能级上的原子相互作用是有效的排斥的共振分支。当s波散射长度a足够正时，三个完全极化的费米子在能量上对单个自旋翻转是稳定的，这表明在最近的实验中推断出的巡回铁磁性的可能性。我们还利用量子维里展开研究了强排斥或强吸引费米气体的高温热力学。计算了第二维里系数和第三维里系数。所得到的状态方程可以在未来的高温定量实验测量中进行测试，并可以为量子蒙特卡罗模拟提供有用的基准。
2010-07-07 cond-mat.quant-gas
Ground-state densities of repulsive two-component Fermi gases
研究了具有排斥接触相互作用的平衡双组分费米气体的分离。从三维非线性伪薛定谔方程的时间演化中得到了基态密度的候选值，而不是从繁琐的变分方程中得到。与底层流体动力学的方法，梯度修正的Brachas-Fermi近似被方便地包括在内，并被证明是至关重要的可靠的密度分布。我们提供了临界排斥强度，标志着在谐波陷阱的相变的发病。我们提出了过渡从相同的密度分布的两个费米子物种对各向同性和各向异性分离的各种限制，包括谐波和双阱型陷阱。我们提出的方法适用于任意的陷阱几何形状，并可以直接扩展到研究动力学的光正在进行的实验中的简并费米气体。
2015-11-16 cond-mat.quant-gas
Thermodynamic, magnetic and transport properties of the repulsive Hubbard model on the kagome lattice
本研究通过无偏量子蒙特卡洛模拟，探究kagome晶格上排斥性Hubbard模型的热力学、磁性与输运性质，揭示绝热冷却及金属-绝缘体转变，为超冷原子实验提供指导。
2025-09-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Thermodynamics of inhomogenous imperfect quantum gases in harmonic traps
讨论了简谐囚禁的不完全量子气体的热力学性质。这些系统的空间不均匀性强加的平均场粒子间势能的重新定义相比，均匀的情况下。在我们的方法中，它采用$\frac{a}{2} N^2 \, ω^d$的形式，其中$N$是粒子的数量，$ω$ -谐波陷阱频率，$d$ -系统的维数，$a$是表征粒子间相互作用的参数。我们提供的参数，该模型对应于一个长程粒子间电位的小振幅消失的极限情况。这一结论是从一个计算类似于著名的Kac标度过程，这是在这里提出的形式适合于各向同性谐波陷阱的情况下。我们表明，在我们的模型中，被困排斥玻色子的不完美的气体进行玻色-爱因斯坦凝聚提供$d>1$。分析的主要结果是：在$d=1$中，只要参数$a_{F}$和$a_{B}$满足关系式$a_{B}+a_{F}=\hbar$，则具有$a=-a_{F}<0$的吸引不完全费米子气体与具有$a=a_{B}>0$的排斥玻色子气体在热力学上等价.这一结果补充了最近关于二维均匀不完全排斥玻色气体和吸引费米气体热力学等价性的类似结论。
2019-10-15 cond-mat.quant-gas
Universality class of quantum criticality for strongly repulsive spin-1 bosons with antiferromagnetic spin-exchange interaction
利用热力学Bethe不等式，研究了具有强排斥密度-密度和反铁磁自旋交换相互作用的一维自旋1玻色子的量子相图、热力学和临界性.我们解析地导出了一个高精度的状态方程，从该方程中计算了Tomonaga-Luttinger液体物理和系统的量子临界行为。我们得到明确的形式的标度函数附近的临界点产生的动力学指数$z=2$和相关长度指数$ν=1/2$的量子相变驱动的化学势或磁场。因此，我们进一步证明了量子临界系统可以映射出有限的温度密度和磁化分布的一维被困气体。我们的研究结果提供了超越Tomonaga-Luttinger液体描述的一维多体系统量子临界性的物理起源。
2012-04-11 cond-mat.quant-gas
Quantum critical behavior and thermodynamics of the repulsive one-dimensional Hubbard model in a magnetic field
尽管哈伯德模型是高度关联电子的最基本的模型之一，但描述其在非零磁化下的热力学的分析和数值数据相对较少。本文详细研究了在任意磁场作用下，一维排斥哈伯德模型的热力学性质，给出了填充分数和温度低至$T \sim 0.005\, t.$的所有情况。我们确定的量子相变的临界指数，并提供了一些通用功能的量子临界点附近的热力学特性的分析推导。大量的数值计算数据的比热，磁化率，压缩性和熵的报告。实验相关的双占有率在相互作用强度的中间值以及接近临界值的大排斥力和磁场下呈现出有趣的双非单调温度依赖性。零磁场中的磁化率在低温下对所有填充因子都具有对数奇异性，类似于XXX自旋链中相同量的行为。我们确定的谐波捕获系统的密度分布，并表明，而总的密度分布似乎主要取决于在中心的陷阱的化学势的值的分布在不均匀的系统中的相的变化显着，因为我们增加了磁场。
2020-01-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Phase separation in optical lattices in a spin-dependent external potential
研究了光晶格上一维费米气体的相分离。用密度矩阵重整化方法计算了密度分布和磁化强度。自旋相关的谐振子禁闭和组分间费米子的强排斥相互作用的相互作用导致了自旋向上和自旋向下的原子之间的相分离。我们发现存在一个临界排斥相互作用强度以上的相分离的演变。通过增加陷阱不平衡度，Mott绝缘芯的复合相转变为铁磁绝缘芯的复合相，铁磁绝缘芯的复合相是不可压缩的，这源于泡利不相容原理。
2010-03-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Thermodynamic Properties of Universal Fermi Gases
我们发展了一个简单的，类平均场理论的正常相位的酉费米气体通过导出一个自洽方程的自能通过一个动量依赖的耦合常数的吸引和排斥的普遍费米子。对于处于费什巴赫共振下支的具有吸引力的普适费米子，我们利用零温蒙特卡罗结果作为一步迭代的起点，推导出动量依赖的自能的解析表达式.对于处于费什巴赫共振上支的排斥性普适费米子，我们利用自洽方程迭代计算了动量依赖的自能。最后，对于总体不平衡的情形，我们提出了高阶维里展开系数的一个估计。总的来说，我们发现我们的理论与目前可用的高温实验数据吻合得很好。
2012-10-12 cond-mat.quant-gas
Repulsive gravitational effect of a quantum wave packet and experimental scheme with superfluid helium
在同时考虑量子力学、引力和热力学的情况下，我们考虑了量子波包的引力效应。在引力的热力学起源假设下，我们提出了一个描述量子波包引力效应的一般方程。在经典极限下，该方程符合牛顿万有引力定律。然而，对于量子波包，它预言了排斥引力效应。我们提出了一个实验方案，使用超流氦来测试这种排斥引力效应。我们的研究表明，目前的技术，如超导重力测量和冷原子干涉，超流氦的排斥引力效应的测试是在实验范围内。
2018-12-02 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas gr-qc
Zero-Temperature Equation of State and Phase Diagram of Repulsive Fermionic Mixtures
本文用二阶微扰理论计算了两个具有排斥相互作用的费米子原子混合物的零温状态方程。我们改变了相互作用强度，人口和质量不平衡，我们分析了不同状态之间的竞争：同质，部分分离和完全分离。正则相图确定为各种质量比，包括实验相关的情况下的6Li-40 K混合物。我们发现实质性的差异，相对于等质量的情况下：相分离发生在较弱的相互作用强度，和部分分离的状态可以是稳定的，即使在一个大部分的重原子的限制。我们突出的影响，由于相关性与以前的平均场结果进行比较。
2014-04-17 cond-mat.quant-gas
Universal low energy physics in one-dimensional multicompnent Fermi gases with a strongly repulsive $δ$-function interaction
它被证明[中国]。Phys. Lett. 28，020503（2011）]，在零温度下，一维（1D）$w$分量费米气体的基态与极限$ω\to \infty$中的无自旋玻色气体的基态一致。在最近的论文[Nature Physics 10，198（2014）]中，通过准一维紧密捕获超冷${}^{173}$ Yb原子实验证明了这种行为。然而，理解费米气体的低温行为与排斥相互作用获得自旋电荷分离的保形场理论的有效Tomonaga-Luttinger液体和反铁磁$SU(w)$海森堡自旋链。本文用Yang-Yang热力学Bethe近似方法解析地导出了具有$SU(w)$对称性的一维强排斥费米子气体的普适热力学.利用Wiener-Hopf方法，得到了低温弱磁场中体系的自由能和磁性.特别地，自由能本质上体现了自旋-电荷分离的共形场论对于任意排斥相互作用强度的高对称性系统。我们还发现，费米气体的声速在大的$w$极限与无自旋玻色气体的一致，而自旋速度消失迅速$w$变得很大。这表明在Tomonaga-Luttinger液相中具有不同自旋态的$w$组分费米子之间的交换性特征对费米不相容统计的强烈抑制。此外，在量子临界区，用多对数函数解析地导出了有限温度下物理量的状态方程和临界行为。
2016-03-26 cond-mat.quant-gas
Ground-State Ferromagnetic Transition in Strongly Repulsive One-Dimensional Fermi Gases
我们证明了当一维费米气体从大排斥力到大吸引力的共振跃迁时，单重态基态将让位于最大自旋态，这是该过程中系统可达到的态中能量最低的一个态.当存在破坏自旋守恒的微小对称破缺场时，单重态基态可以演化为铁磁态或自旋偏聚态。我们已经通过对费米子团簇的精确计算证明了这些效应，并计算出了表现相分离的量子力学波函数。
2014-02-09 cond-mat.quant-gas
Partial Fermionization---Spectral Universality in 1D Repulsive Bose Gases
由于具有激发能的多体能级密度的巨大增长，其平滑形式对于相互作用量子系统的光谱和热力学性质具有重要意义。我们计算的累积水平密度的限制一维连续系统的排斥短程相互作用。我们表明，从理想玻色气体的交叉强相关，费米子气体，即，部分费米子化，表现出普遍的行为：系统具有非常少的粒子到许多共享相同的基本光谱特征。在我们的推导中，我们补充了短时间的动力学信息的量子集群扩展。我们的非微扰的分析结果是在很好的协议与冷原子物理实验相关的系统，如环上的相互作用玻色子（Lieb-Liniger模型）或受谐波约束的数值。我们的方法提供了预测的激发光谱，使访问有限温度热力学在大的参数范围内。
2019-02-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Magnetism of one-dimensional strongly repulsive spin-1 bosons with antiferromagnetic spin exchange interaction
利用热力学Bethe近似方法研究了具有强排斥密度-密度相互作用和反铁磁自旋交换相互作用的一维自旋1可积玻色子系统的磁性和量子相变.在零温下，系统呈现三个量子相：（i）当外磁场$H$小于下临界场$H_{c1}$时，玻色子对的单态相;（ii）当外磁场超过上临界场$H_{c2}$时，超精细态$|F=1, m_{F}=1>$原子的铁磁相;和（iii）在中间区域$H_{c1}<H<H_{c2}$中的单线态对和未成对原子的混合相。在有限温度下，自旋涨落通过将自旋束缚态耦合到非成对$m_{F}=1$玻色子的缀饰能量上来影响模型的热力学性质。然而，这种自旋动力学在低温下被足够强的外场抑制。因此，在强耦合区，单重态对和未成对玻色子可以形成一种两组分的Luttinger液体。
2009-09-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Yang-Yang method for the thermodynamics of one-dimensional multi-component interacting fermions
利用Yang和Yang的粒子-空穴描述，我们给出了在外部磁场存在下，一维一般$SU(κ)$费米子系统在排斥和吸引两种状态下的热力学Bethe不等式.这些方程是从Sutherland的Bethe方程出发，利用自旋弦假设导出的。详细讨论了吸引情形下的Bethe根模式。在吸引情况下，给出了磁相图各相位与外加磁场的关系。我们还给出了强排斥和强吸引机制的基态能量的定量描述。
2011-04-02 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Bose--Einstein condensation for particles with repulsive short-range pair interactions in a Poisson random external potential in $\mathbb R^d$
我们研究了在正温度下，在正则系综和热力学极限下，具有短程排斥对相互作用的$d$维（$d \ge 2$）的玻色气体。我们假设的存在下，硬泊松障碍，并专注于非渗流制度。对于足够强的粒子间相互作用，我们表明，几乎可以肯定，不可能有玻色-爱因斯坦凝聚到一个充分本地化，归一化的单粒子状态。结果适用于基本的单粒子哈密顿量的本征态。
2021-10-09 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Bipolarons bound by repulsive phonon-mediated interactions
当修饰粒子（极化子）交换量子声子时，所产生的相互作用通常是吸引的。如果粒子具有硬核统计，并且通过动能项耦合到声子，则声子介导的相互作用是排斥的。在这里，我们表明，这种排斥声子介导的相互作用绑定到双极化子具有独特的属性的打扮粒子。这些双极化子状态出现在声子激发之间的间隙中，在双极化子连续谱之上。虽然双极化子是不稳定的，但它受到能量和动量守恒的保护，是一种具有大色散和零动量附近的负有效质量的新型准粒子。我们讨论了可能的实验实现的条件，形成这种排斥束缚双极化子。
2017-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Repulsive Fermi polarons in a resonant mixture of ultracold ${}^6$Li atoms
我们采用射频光谱研究超冷${}^6$锂原子的极化自旋混合物接近一个广泛的Feshbach散射共振。集中在政权的强排斥相互作用，我们观察到定义良好的相干准粒子，即使是在幺正性有限的相互作用。通过提取排斥费米极化子的能量$E_+$、有效质量$m^*$、剩余量$Z$和衰变率$Γ$等关键性质来刻画多体系统.在临界相互作用之上，发现$E_+$超过浴的费米能，而$m^*$发散，甚至变为负值，从而表明排斥性费米液态变得能量和热力学不稳定。
2017-02-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Effects of interaction and polarization on spin-charge separation: A time-dependent spin-density-functional theory study
利用含时自旋密度泛函理论计算了一维双组分费米子原子系统在强局域猝灭后的非平衡动力学演化。相互作用淬灭也被认为是看到其对自旋-电荷分离的影响。结果表明，在格点排斥作用下（Luttinger液体）的电荷速度大于自旋速度，在格点吸引作用下（Luther-Emery液体）的电荷速度大于自旋速度.我们发现，相互作用淬灭和极化抑制自旋-电荷分离。
2011-01-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
