Finite Temperature Phase Diagram of Quasi-Two-Dimensional Imbalanced Fermi Gases Beyond Mean-Field
在平均场近似下,通过考虑二阶(或诱导)相互作用,研究了准二维非平衡费米气体的超流转变温度。对于平衡费米系统,转变温度被因子$\approx 2.72$抑制。对于非平衡费米体系,随着两体结合能$|ε_B|$的增加,三临界点的极化和转变温度显著降低。
2012-09-09 cond-mat.other cond-mat.quant-gas hep-ph
Imbalanced Feshbach-resonant Fermi gases
我们提出了一个物种不平衡(“极化”)Feshbach共振费米气体的最新发展的概述。我们总结了这些系统的热力学的当前状态作为一个功能的费什巴赫共振失谐,极化和温度的相图。我们回顾了由物种不平衡驱动的跨BEC-BCS交叉到相分离、FFLO态、极化分子超流性和正常态的s波超流性的不稳定性。我们讨论了不同的模型和近似的这个系统,并比较他们的预测,目前的实验。
2010-04-15 cond-mat.quant-gas
Quantum criticality and universal scaling of strongly attractive spin-imbalanced Fermi gases in a 1D harmonic trap
研究了一维谐振子势阱中强吸引费米气体的热力学和量子临界性。有限的温度密度分布,熵,压缩性和磁化率的被困气体的局部密度近似的热力学分析结果进行了研究。我们表明,目前的实验能够测量普适Tomonaga-Luttinger液体物理和量子临界的一维强相互作用费米气体。结果提供了对自旋不平衡原子费米气体的相图的关键特征的最近测量的见解[Liao等人,Nature 467,567(2010)],并指出进一步研究超冷原子费米气体中的量子临界现象。
2011-05-13 cond-mat.quant-gas
Zero-temperature equation of state of mass-imbalanced resonant Fermi gases
我们计算零温度状态方程的质量不平衡共振费米气体在从头算的方式,通过实施最近的建议,质量值的差异,绕过符号问题的晶格Monte Carlo计算。由此获得的完全非微扰的结果分析继续到真正的质量不平衡,产生的物理状态方程,为即将进行的实验质量不平衡原子费米气体的预测。此外,我们提出了一个精确的关系,在小质量不平衡的状态方程的变化率,表明它是完全由质量平衡系统的能量。
2014-07-10 cond-mat.quant-gas hep-lat nucl-th
Emergence of $η$-pairing ground-state in population-imbalanced attractive Fermi-gases filling $p$ orbitals on 1-D optical lattice
利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究了填充最低$s$轨道上的$p$轨道的布居不平衡吸引一维费米子光晶格的基态. DMRG计算发现空间非均匀非对角长程有序的发生。与单带Hubbard模型中观察到的Fulde-Ferrel Larkin-Ovchinikov对相反。对关联函数的空间振荡周期被广泛地固定为$π$,而与自旋分裂费米面之间的失配无关。基态$π$阶对应于Yang [Phys. Rev. Lett. \textbf{63},2144(1989)]。考虑到谐波陷阱的影响,我们证实,$η$ -对状态明显出现在中心的陷阱势周围的理想极化状态,即使在捕获的情况下。
2016-11-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
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
Phases of spin- and mass-imbalanced ultracold Fermi gases in harmonic traps
我们分析了质量和自旋不平衡的么正费米气体在谐波陷阱中的相结构。为此,我们采用密度泛函理论的局域密度近似。根据测量质量和自旋不平衡的控制参数的值,我们观察到三个区域存在于陷阱中,即:在中心的超流区域,由共振相互作用的自旋向上和自旋向下的费米子的混合区域包围,最后是围绕前两个区域的完全极化相。我们还发现制度的相图中存在的超流区域的中心的陷阱是不积极的青睐。我们指出了我们的方法在现阶段的局限性,并呼吁更详细的(从头算)研究的状态方程的均匀,质量不平衡的酉费米气体。
2014-02-27 cond-mat.quant-gas nucl-th
Bogoliubov-de Gennes study of trapped spin-imbalanced unitary Fermi gases
在超冷原子的量子气体系统中,几种不同的相同时存在是很常见的。一个这样的例子是具有两个不平衡自旋物质的强相互作用的费米气体,由于可能存在奇异的超流相,它受到了极大的关注。通过采用新的数值技术和算法,我们自洽地解决Bogoliubov de-Gennes方程,它描述费米超流体的平均场框架。从这项研究中,我们调查的自旋不平衡费米气体的新阶段,并检查局域密度近似(LDA)的有效性,这是经常调用的体积性质的提取从实验测量被困系统内。我们展示了LDA的有效性是如何受到捕获几何形状,原子数和自旋不平衡的影响。
2011-04-11 cond-mat.quant-gas
Induced p-wave Superfluidity in Imbalanced Fermi Gases in a Synthetic Gauge Field
本文研究了在均匀非阿贝尔规范场存在下,三维非平衡费米气体中的电子对的形成和诱导自旋三重态p波超流性的出现。这个规范场产生了一个合成的拉什巴型自旋轨道相互作用,在诱导的p波配对间隙中具有显着的后果。在没有合成规范场的情况下,p波配对发生在其中一个分量中,这是由于通过另一个分量中的密度涨落交换而引起的(二阶)相互作用。我们发现,由于Rashba型自旋轨道耦合,密度涨落引起的p波超流能隙大大增强。
2014-09-05 cond-mat.quant-gas nucl-th
Pair excitations and parameters of state of imbalanced Fermi gases at finite temperatures
考虑鞍点附近的高斯涨落,采用路径积分方法,解析地导出了非平衡双组分超流费米气体的低激发能谱.非零温度下,有和没有不平衡,和任意的相互作用强度的光谱。在对激发谱的基础上,计算了冷费米子的热力学态参数和第一、第二声速。对激发的参数显示出显着的协议与Monte Carlo数据和实验。
2011-09-16 cond-mat.quant-gas
Large Range of Stability of Larkin-Ovchinnikov States for Imbalanced Fermi Gases in Optical Lattices
我们发现,调制超流序参量的Larkin-Ovchinnikov(LO)态在晶格中比在连续介质中具有大得多的稳定范围。利用Bogoliubov-de Gennes完全自洽方法,得到了上下费米子布居不等的三维立方吸引哈伯德模型的相图.我们发现一个强调制的本地偏振,应该提供一个独特的签名检测的LO相位。壳结构中存在的陷阱产生的奇异密度在相边界,并提供额外的证据LO阶段。依赖于特定的参数,LO基态出现在一个大范围的布居不平衡,涉及80%的原子在陷阱中,并可以存在高达熵s ~ 0.5 kB每个费米子。
2009-07-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Induced superfluidity of imbalanced Fermi gases near unitarity
在种群不平衡的两组分费米气体中,计算了由少数物种介导的多数物种间的诱导种内相互作用。虽然Feshbach共振介导的种间相互作用是占主导地位的平等的人口,导致单线态S-波配对,我们发现,在强烈不平衡的制度,诱导种内相互作用导致p-波配对和超流性的大多数物种。因此,我们预测,所观察到的自旋极化子费米液体状态在这个制度是不稳定的p波超流性,根据Kohn和Luttinger的结果,低于一个温度,接近么正性,我们发现是在目前的实验能力。可能的实验签名的p-波状态使用射频光谱以及自由膨胀后的密度-密度相关性。
2012-03-28 cond-mat.quant-gas
Thermodynamics of Spin-Imbalanced Fermi Gases with SU(N) Symmetric Interaction
本文基于密度涨落研究SU(N)对称相互作用下自旋不平衡费米气体的热力学,给出全温区闭式表达式并通过173Yb实验验证。
2024-09-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov state of two-dimensional imbalanced Fermi gases
研究了具有粒子数不平衡的二维吸引相互作用费米气体的基态相图。我们找到了Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)相的稳定性机制,其中配对发生在有限波矢处,并确定了有序相中配对振幅$Δ$和FFLO波矢$q$的大小,发现$Δ$可以达到二体结合能的量级.我们的研究结果依赖于仔细分析的零温度间隙方程的FFLO状态,它具有nonanalyticities作为一个功能的$Δ$和$q$,无效的小$Δ$的金斯堡-朗道展开。
2015-07-17 cond-mat.quant-gas
Diffusion Monte Carlo study of a spin-imbalanced two-dimensional Fermi gas with attractive interactions
本文用扩散蒙特卡罗方法研究了自旋不平衡二维费米气体零温基态的超导能隙。非零对动量的凝聚分数证明了空间非均匀超导序参量。与精确对角化研究的比较证实,在非零费米子对动量范围内的非零凝聚分数与多数和少数费米子之间的非排他性配对是一致的,这是FFLO理论之外的扩展。
2019-10-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Collective modes as a probe of imbalanced Fermi gases
本文从理论上研究了具有吸引相互作用的非平衡双组分一维费米气体的集体模。这是做捕获和未捕获系统在零和非零温度,使用自洽平均场论和随机相位近似。我们讨论了如何检测Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)态,并从其集体模谱中确定相关密度调制的周期性。我们还调查的准确性,通过比较频率通过求和规则与直接集体模式计算得到的频率的陷阱中的低位集体激发的单模近似。结果表明,对于两种自旋的原子云同相振荡的集体激发,单模近似在大参数范围内是成立的。最后,我们研究了通过参量调制耦合常数得到的集体模谱。
2010-06-18 cond-mat.quant-gas
Trimers, molecules and polarons in imbalanced atomic Fermi gases
研究了自旋向下的杂质原子与自旋向上的原子费米气体相互吸引作用的基态。通过构造极化子、分子和三聚体的变分波函数,我们详细研究了这些修饰束缚态之间的跃迁随质量比$r=m_\uparrow/m_\downarrow$和相互作用强度的变化。我们发现费米海的存在增强了$p$ -波三聚体的稳定性,这可以被看作是一个Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)分子,它结合了一个额外的多数原子。对于足够大的$r$,我们发现,过渡位于非平衡费米气体的相分离区域之外,因此应该在实验中观察到,不像充分研究的等质量的情况下。
2010-10-22 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Two-dimensional spin-imbalanced Fermi gases at non-zero temperature: Phase separation of a non-condensate
我们研究了在一定温度范围内的二维自旋不平衡费米气体。在中等温度下,与目前的实验,我们发现合理的半定量协议与测量的密度分布作为不同的自旋不平衡和相互作用强度的函数。我们的计算表明,与三维情况相反,出现自旋平衡核的相分离可以与非凝聚的费米子对相关联。我们提出的预测在较低的温度下,准冷凝物将首次出现,根据对动量分布和以下的协议Jochim和合作者。虽然这些配置文件也表明相分离,它们表现出独特的功能,这可能有助于识别的冷凝制度。
2016-05-05 cond-mat.quant-gas
Multi-particle instability in a spin-imbalanced Fermi gas
自旋不平衡的费米气体中的弱吸引相互作用会导致多粒子不稳定性,从而将多个费米子束缚在一起。当不稳定性中上自旋和下自旋粒子数的比值等于费米面上动量态的上自旋和下自旋密度的比值时,每个粒子的结合能最大,以利用所有可用动量态的变分自由度。我们推导出这个结果使用的分析方法,并验证它使用精确对角化。多粒子不稳定性将平衡费米气体的库珀对不稳定性扩展到不平衡的情况,并且可以形成多体状态的基础,类似于从库珀对中构建的巴丁-库珀-施里弗超导理论。
2017-12-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Inhomogeneous phases in one-dimensional mass- and spin-imbalanced Fermi gases
本文计算了有限温度下一维强相互作用费米子的相图,其中费米子的质量和自旋不平衡。通过包括一个空间不均匀的基态的存在的可能性,我们发现在空间上变化的超流相的均匀相的青睐的地区。我们得到的温度,质量和自旋不平衡的临界值,以上这些阶段消失的估计。最后,我们表明,一个有趣的关系之间存在的一般结构的相图和基本的两体束缚态问题的结合能。
2013-11-01 cond-mat.other cond-mat.quant-gas hep-ph
Phase structure of spin-imbalanced unitary Fermi gases
本文利用泛函重整化群研究了自旋不平衡幺正费米气体在平均场论之外的相结构。在这种方法中,以系统的方式解决量子和热波动。在网格上的有效电位的离散化,使我们能够准确地占第一和第二阶相变,是目前的平均场水平。我们计算了在温度和自旋不平衡平面上的全相图,并讨论了其他非平衡相的存在,如Sarma相和预凝聚区。此外,我们解释了定性水平上,我们如何预期,原位密度图像受到我们的研究结果,哪些实验签名可能被用来探测相结构。
2015-01-23 cond-mat.quant-gas hep-ph nucl-th
Density and spin modes in imbalanced normal Fermi gases from collisionless to hydrodynamic regime
研究了质量和布居数不平衡对二组分正常费米气体密度(同相)和自旋(异相)集体模的影响。通过计算线性化Boltzmann方程的本征模以及密度/自旋动力学结构因子,我们表明,质量和人口不平衡效应提供了各种集体模式的交叉行为从碰撞到流体动力学制度。质量不平衡效应使交叉区向高温方向移动,自旋动力学结构因子仅在无碰撞区出现一个显著的峰值。这是在对比的情况下,质量和人口平衡的正常费米气体,自旋动力学响应总是缺席。虽然粒子数不平衡效应并不改变交叉区,但自旋动力学结构因子在无碰撞区和流体动力学区都存在。
2018-01-12 cond-mat.quant-gas
Superfluid-Normal Quantum Phase Transitions in an Imbalanced Fermi Gas
研究了非对称双组分费米气体的超流-正常零温量子相变随化学势不平衡$h$的变化。计算均质和捕获的不平衡系统。我们集中在幺正性,其特征在于一个发散的相互作用参数$k_F a$,其中大多数目前的实验是实现。对于均匀系统,我们确定的临界化学势不平衡$h_c$在可能的相变发生。在被困气体的情况下,我们展示了如何$h_c$可以一致地确定从实验观察。
2020-02-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con hep-th
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
Non-local quantum fluctuations and fermionic superfluidity in the imbalanced attractive Hubbard model
我们利用集团DMFT方法研究了具有吸引相互作用的强各向异性光晶格中的费米子超流性,特别关注非局域量子涨落的作用。我们发现,非局域量子涨落的影响BCS超流转变显着。此外,我们表明,奇异的超流态与微妙的序参量结构,如Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov相驱动的自旋布居不平衡,可以出现,即使在存在这样的强涨落。
2014-09-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of the Normal/Superfluid interface in population imbalanced Fermi gases
本文对部分极化的强相互作用费米子气体中超流与正常区之间的边界进行了一系列理论研究。我们提出了平均场估计的表面能在这个边界作为温度和散射长度的函数。我们讨论了畴壁的结构,并使用先前介绍的现象学模型来研究其对实验观测值的影响。我们的微观平均场的计算是不一致的大小的表面张力发现从我们的现象学建模的数据从水稻实验。我们的结论是,必须寻找新的机制来解释实验。
2009-04-14 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Pairing patterns in one-dimensional spin- and mass-imbalanced Fermi gases
我们研究了一维空间中自旋- $\tfrac{1}{2}$费米子通过吸引接触势相互作用的自旋和质量不平衡混合体。具体来说,我们解决的影响不平等的粒子质量对形成的复杂的朗之万方法。通过计算对关联函数和相关的对动量分布,我们发现,非均匀配对是目前所有研究的自旋极化和质量不平衡。为了进一步表征配对行为,我们分析了动量空间中的密度-密度相关性,即所谓的散粒噪声,它可以通过飞行时间成像在实验上获得。在有限的自旋极化,后者是已知的富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫(FFLO)不稳定性相关的动量配置显示出明显的最大值。除了这些最大值,我们发现,额外的功能出现在噪声相关性时,质量不平衡的增加,揭示了FFLO型相关性对质量不平衡的稳定性,并提供了一个实验上可访问的签名,以探测这种类型的配对。
2020-07-02 cond-mat.quant-gas
Universal phase diagram and scaling functions of imbalanced Fermi gases
讨论了有限不平衡下吸引费米气体的相图和普适标度函数。在化学势$μ$和有效磁场$h$为零时,酉气体存在量子多临界点,这一点首先由Nikolić和Sachdev讨论,根据逆散射长度$1/a$是负、正还是零,可以得到三种不同的相图。在Luttinger-Ward形式中,作为无量纲标度变量$T/μ$和$h/μ$的函数,计算幺正气体的相图和压力。结果表明,当超过$(h/μ)_c\simeq 1.09$的Clogston-Schirrasekhar极限时,幺正气体呈现出非均匀的超流相,其超流相的阶数为FFLO,可以达到$\simeq 0.03\, T_F$幺正性附近的临界温度.
2018-11-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Phase structure of mass- and spin-imbalanced unitary Fermi gases
我们研究了质量和自旋不平衡幺正费米气体的相图,寻找空间不均匀相的出现。为了解释平均场近似下的涨落效应,我们采用了重整化群技术。因此,我们得到的温度,质量和自旋不平衡的临界值的估计,高于该系统是在正常阶段。在非极化,等质量限制,我们的结果为临界温度是根据国家的最先进的蒙特卡罗计算。此外,我们估计的位置区域的相图中,不均匀的相位可能存在。我们发现,一个有趣的关系之间存在的一般结构的多体相图和基本的两体束缚态问题的结合能,这进一步支持了我们的研究结果。我们的研究结果表明,非均匀凝聚体的形成自旋向下和自旋向上的费米子的质量比大于3。参数空间中的非均匀相的程度随着质量不平衡的增加而增加。
2015-01-22 cond-mat.quant-gas hep-ph nucl-th
Multimer formation in 1D two-component gases and trimer phase in the asymmetric attractive Hubbard model
我们考虑了双组分一维量子气体在特殊的不平衡的可压缩性,导致形成多聚体(多粒子束缚态)作为主导的序参量。Luttinger液体理论支持锁模机制,其中质量(或速度)不对称性被确定为稳定这种状态的关键因素。虽然该方案是有效的,在连续和晶格上,umklapp项的影响相关的密度相称的晶格间距也提到。这些想法的说明和面临的物理不对称(质量不平衡)费米子哈伯德模型有吸引力的相互作用和密度,使三聚体相可以稳定。用密度矩阵重整化群方法计算了相图,显示了总密度在获得新相中的重要作用。三聚体气体的有效物理也得到了很好的研究。最后,一个抛物线约束的效果和三聚体的晶体相的出现进行了简要说明。这个模型与不平衡双组分费米子气体和玻色-费米混合物的物理学有联系,因为后者在强耦合区给出了很好的唯象描述。
2011-03-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Thermodynamics of balanced and slightly spin-imbalanced Fermi gases at unitarity
本文用Monte Carlo方法计算了粒子数不平衡的幺正费米气体的临界温度和其它热力学量。我们描述了一种改进的蠕虫型算法,这是不太容易自相关比以前可用的方法,并显示该算法可以应用于模拟酉费米气体中存在的一个小的不平衡。我们的数据表明,临界温度几乎保持不变的小不平衡$h=Δμ/ε_F\lessapprox0.2$。我们得到的连续的结果$T_c=0.171(5)ε_F$费米能量的单位,并推导出一个下限的偏离平衡极限,$T_c(h)-T_c(0)>-0.5ε_Fh^2$的临界温度。使用一个额外的假设,可以得到更严格的下限。我们还计算了平衡和非平衡情况下的每粒子能量和化学势。
2010-10-21 cond-mat.quant-gas
Luttinger theorem and imbalanced Fermi systems
Luttinger定理的证明,这是最初给出了一个正常的费米液体具有相同的自旋人口正式描述的精确多体理论在零温度下,在这里扩展到一个近似理论的“保守”近似也与自旋不平衡的人口。需要这种扩展的证明,其基本假设在这里详细阐述,源于最近的兴趣,超流体捕获费米原子与吸引力的粒子间相互作用,其中两个自旋布居之间的差异可以足够大,超流性被破坏,系统保持正常,即使在零温度。在这种情况下,我们将证明的有效性Luttinger定理分别为两个自旋人口的任何“$Φ$ -可导”的近似,并说明它特别是自洽的$t$ -矩阵近似。
2017-04-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Gor'kov and Melik-Barkhudarov correction to an imbalanced Fermi gas in the presence of impurities
诱导相互作用的影响计算在清洁和肮脏的情况下,平衡和不平衡的费米气体。我们研究了非平衡杂质对诱导相互作用的影响,并对平衡气体的相变温度和不平衡费米气体的三临界点进行了修正。我们发现,杂质的行为在诱导的相互作用,或粒子空穴的波动,为转变温度和三临界点的损害。对于大的杂质参数,粒子-空穴涨落被强烈抑制。我们还发现了不平衡的费米气体在幺正性下的Escherasekhar-Clogston极限,考虑了诱导相互作用的影响,无论是在纯态还是杂质态。
2022-03-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mass-imbalanced SU(N) Fermi gases
Universitat Politècnica de Catalunya(加泰罗尼亚理工大学)
研究任意质量不平衡的排斥性SU(N)费米气体中零温巡游铁磁性,用微扰理论推导任意自旋极化和质量比的二阶能量,给出质量不平衡混合物的超越平均场修正解析表达式。
2026-07-07 cond-mat.quant-gas
Spontaneous population imbalance in two-component Bose and Fermi gases
我们研究一维双组分玻色或费米气体,其中粒子在组分之间是可转换的。通过玻色化和一个简单的晶格模型的数值分析,我们表明,在这样的气体,一个强大的组元间排斥诱导自发的组件之间的布居不平衡,即铁磁性的赝自旋。不平衡相包含特征为Tomonaga-Luttinger液体的无隙电荷激发和有隙自旋激发。我们发现了一个至关重要的影响,组分间的粒子跳跃的过渡到不平衡相。在没有这种跳跃的情况下,跃迁是一阶的。在跃迁点处,能谱显示出一定的简并性,这表明出现了SU(2)对称性。在无限小的分量间跳跃下,跃迁变为伊辛型。我们精确地确定了模型的相图,并检验了弱耦合玻色化形式的可靠性。
2010-05-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Low-energy modes of spin-imbalanced Fermi gases in BCS phase
研究了自旋不平衡超流费米气体在Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)侧的低能模。气体被假定为是足够稀释的,使原子配对可以被认为是有效的,只有在s波之间的费米子不同的内部状态。平衡时的序参量由平均场近似确定,而集体模的性质在高斯近似下计算序参量的波动。特别是,我们调查的两个不同的组件和温度的频率和集体模式的阻尼的人口之间的不对称性的影响。结果表明,温度对模态频率和阻尼的影响不大,而不平衡度的增加使模态频率向低值方向移动,并敏感地提高了模态阻尼。除了Bogoliubov-Anderson声子,我们观察到模式在零频率的波数的有限值。这些模式表明,一个不稳定的发展驱动系统向两个独立的阶段,正常和超流。
2017-05-31 cond-mat.quant-gas nucl-th
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
Non-Fermi liquid fixed point for an imbalanced gas of fermions in $1+ε$ dimensions
考虑两种费米子构成的气体,粒子数不平衡。使用重整化群在$d=1+ε$维度,我们表明,无自旋费米子和$ε> 0$的一个固定点出现在有限的吸引耦合准粒子残留消失,并确定这与Larkin-Ovchinnikov-Fulde-Ferrell顺序(非均匀超导性)的过渡。当这两种费米子也带有自旋自由度时,我们发现一个不动点,表明它向自旋密度波序过渡。
2009-12-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Structures and proximity effects of inhomogeneous population-imbalanced Fermi gases with pairing interactions
California Polytechnic State University(加州州立理工大学);University of California, Merced(加州大学默塞德分校)
研究不均匀人口不平衡费米气体在不同相共存时的结构和性质,通过Bogoliubov-de Gennes方程分析配对强度和自旋极化变化对FFLO相和BCS超流相的转换影响,揭示近邻效应和相间特性。
2026-02-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Anomalous pseudogap in population imbalanced Fermi superfluids
在费米超流体中,粒子数不平衡的增加首先导致转变温度的降低,然后出现调制的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)态,最后导致配对本身的抑制。对于相互作用的强度,这样的“平衡”系统具有正常状态的pseudogap,增加不平衡揭示异常的光谱行为。在固定的弱不平衡(小极化)下,稳定的均匀超流体只在一定温度以上出现。态密度在费米能级处具有最小值,然后是弱峰{带隙内的\it},然后是大的带隙边缘相干特征。在加热时,这种非单调的能量依赖性改变为更常规的波动驱动的赝能隙,具有单调的能量依赖性。在大的不平衡下,由于调制阶数,基态是FFLO和“伪带隙”。它在加热时转变为无隙的正常态,然后在更高的温度下再次显示出赝能隙。这些弱不平衡和强不平衡特征都涉及远远超出平均场论的效应。我们建立他们通过使用Monte Carlo技术在大晶格上,激励的配对场分布方面的结果,并比较它们在不平衡的酉费米气体的光谱结果。
2016-04-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phases of attractive spin-imbalanced fermions in square lattices
我们确定了正方形晶格中自旋不平衡的吸引费米子布居的不同基态相的相对稳定性。相位系统的特点是对称性的序参量和实和动量空间结构使用Hartree-Fock-Bogoliubov理论。我们发现了几种类型的单向Larkin-Ovchinikov型相。讨论了有序波矢与密度不平衡之间的相互作用,描述了不同阶数下费米面重构和配对的机制。一个强大的超固相被证明存在时,有序波矢量是对角方向。
2013-10-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quartet Superfluid in Two-dimensional Mass-imbalanced Fermi Mixtures
本研究在二维质量不平衡费米混合物中发现四重态超流体(QSF),通过轻原子与三个重费米子形成束缚态,在3:1数比下成为基态,并展现动量空间结晶化特征,为冷原子实验可检测的奇异超流提供新途径。
2023-11-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Emergence of Crystalline Few-body Correlations in Mass-imbalanced Fermi Polarons
极化子可以作为一个理想的平台来识别处理复杂的多体问题的少体相关性。在这项工作中,我们揭示了各种晶体少体关联顺利涌现的质量不平衡费米极化子在二维。一个统一的变分方法高达三个粒子-空穴激发,使我们能够在一个单一的框架中提取占主导地位的二聚体,三聚体或四聚体相关。当费米子-杂质质量比超过某一临界值时,随着费米子-杂质吸引力的增加,费米极化子从极化子过渡到三聚体和四聚体的过程不再是急剧的过渡,而是平滑的过渡.出现的三聚体和四聚体相关导致粒子-空穴激发的动量-空间结晶,具有稳定的对角或三角形结构,这可以通过多数费米子的密度-密度相关直接探测。我们的结果揭示了有趣的量子相位的质量不平衡的费米-费米混合物超越配对超流体的范例。
2022-07-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Thermodynamics of Trapped Imbalanced Fermi Gases at Unitarity
我们提出了一个理论的共振相互作用的费米混合物在陷阱中的低温性能,超越局域密度近似。该理论基本上对应于一个朗道-金兹伯格的方法,包括自能效应,以占强相互作用在幺正性。我们用图解的方法展示了这些自能效应是如何从超流序参量的涨落中产生的。梯度项的序参量包括考虑到不均匀性。这种方法结合了均匀混合物的最新知识,具有精确的群体不平衡,并与Shin等人的实验密度分布图[Nature 451,689(2008)]具有良好的一致性。这使我们能够计算等密度超流体和部分极化正常状态的混合物之间的界面的通用表面张力。我们还讨论了亚稳态来解释Partridge等人实验中观察到的超流体核心变形的可能性[Science 311,503(2006)]。
2011-02-16 cond-mat.quant-gas
Imbalanced ultracold Fermi gas in the weakly repulsive regime: Renormalization group approach for p-wave superfluidity
从理论上研究了具有短程排斥作用的二维布居不平衡费米气体的一种可能的新配对机制,这种配对机制可以在费什巴赫共振的上支上实现.我们使用一个控制良好的重整化群方法,它允许一个不带假设的对称性破缺的非平衡费米液体的不稳定性的无偏研究,并给出了从微观参数的转变温度的数值计算。我们的研究结果表明,领先的超流不稳定性的p波通道的大多数物种。相应的机制是少数物种的粒子-空穴磁化率引起的多数物种之间存在有效的吸引相互作用,其中两种物种费米面的失配起着重要的作用。我们还提出了一个实验方案,用于检测p波超流性,并讨论了相应的实验签名。
2011-11-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Phase diagram of imbalanced fermions in optical lattices
研究了三维光晶格中非平衡费米子的零温相图,以评价Fermi-哈伯德模型的有效性。结果表明,根据填充因子、s波散射强度和晶格势的不同,体系可以分为正常($N$)相、磁化超流(SF $_M$)相或$N$和BCS相分离.通过调整这些参数,可以通过增强有效耦合或通过增加带隙抑制超流性。在LDA下,谐波陷阱的存在下的相位分布也进行了研究,显示出一些奇异的壳结构相比,没有光晶格。
2009-05-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Imbalanced thee-component Fermi gas with attractive interactions: Multiple FFLO-pairing, Bose-Fermi and Fermi-Fermi mixtures versus collapse and phase separation
本文详细研究了具有吸引相互作用的种群不平衡三分量Hubbard链。这种系统可以用超冷$^6$ Li原子在光晶格中的三种不同的超精细态来实现。我们发现,有不同的阶段,在这个系统中相互竞争:一个分子超流相,其中的三个费米子物种配对形成分子(trions),一个通常的配对阶段,涉及两个物种具有完全相反的动量,和一个更奇异的广义富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫(FFLO)相组成的三个竞争配对的倾向与不同的非零质心动量。在大的吸引力相互作用下,系统表现出强烈的崩溃和相分离的趋势。采用密度矩阵重整化群方法(DMRG)确定了各种衰变子的衰变指数,建立了该模型在不同填充和相互作用下的相图。我们还讨论了实验相关的情况下,在一个陷阱,并报告存在一个额外的区域,两个物种的动态平衡。
2009-06-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Attractive Hofstadter-Hubbard model with imbalanced chemical and vector potentials
在平均场Bogoliubov-de Gennes理论框架下,研究了实空间中Hofstadter蝴蝶、强相互作用和Zeeman场之间的相互作用,探讨了正方晶格上单带Hofstadter-Hubbard哈密顿量的基态,包括不平衡矢量势的奇异可能性.我们发现,矢势和超流序的协同作用打破了系统的空间对称性,形成了条纹有序的类Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)超流相和超固相,并根据它们共存的对密度(PDW)、电荷密度(CDW)和自旋密度(SDW)波序对其进行了区分和表征.我们还讨论了封闭系统和评论的可能性,观察到这样的条纹有序相加载中性原子费米气体激光诱导的光晶格下激光产生的人工规范场。
2015-03-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fluctuations of imbalanced fermionic superfluids in two dimensions induce continuous quantum phase transitions and non-Fermi liquid behavior
本文研究了二维非平衡费米混合物中超流配对的性质。我们提出的证据表明,费米表面失配和序参量波动的超流凝聚体的综合效应,可以导致连续的量子相变从正常的费米混合物的中间Sarma刘Wilczek超流体与两个无隙费米表面-即使平均场论(不正确地)预测一阶过渡到相位分离的“巴丁库珀施里弗加多余的费米子”基态。我们提出了一个机制,从两个费米面和波动的库珀对之间的重复散射过程的非费米液体的行为。讨论了用超冷原子进行实验观测的前景。
2014-03-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
The normal phase of an imbalanced Fermi gas
最近对非平衡费米气体的实验引起了人们对浸没在费米海中的杂质物理学的兴趣,即所谓的费米极化子。在这封信中,一个简单的理论被设计来描述对应于不平衡的费米气体的正常相位的稀费米极化子系综。一个精确的公式得到的极化子之间的主导相互作用,仅表示在一个单一的极化子参数。这种相互作用的物理性质被认为是泡利不相容原理的一个特征。
2010-06-12 cond-mat.quant-gas
Population imbalanced lattice fermions near the BCS-BEC crossover: I.The breached pair and metastable FFLO phases
我们研究了在外加磁场中二维吸引哈伯德模型中的s波超导性,假设了Pauli极限,并考察了空间涨落在对应于BCS-BEC交叉的耦合区中的作用.我们使用一个辅助配对字段的相互作用的分解,保留静态模式,并通过Monte Carlo对配对字段进行采样。该方法需要迭代求解的Bogoliubov-de-Gennes(BdG)方程的振幅和相位起伏配置的配对场。我们建立了这个强耦合问题的完整的热相图,揭示了$T_c$规模的一个数量级以下的平均场估计,突出的自发的不均匀性,在现场感生磁化,并发现一个强的非单调性的温度依赖性的低能量密度的状态。我们比较我们的结果与实验相图的不平衡费米气体在幺正性。本文主要研究磁化但均匀(断裂对)的超导态,另一篇论文研究了Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)机制。
2016-05-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Radio Frequency Spectroscopy of Trapped Fermi Gases with Population Imbalance
最近的实验的启发,我们地址,在一个完全自洽的方式,射频(RF)光谱的行为和演变的温度和极化的人口不平衡费米气体。我们讨论了一系列的情况下,实验观察到的零温度赝隙相,并显示如何目前和未来的RF实验可能有助于其说明。我们的结论是,麻省理工学院的实验在最低的$T$可以很好地反映基态的属性,但采取的问题,他们声称的配对间隙生存的温度的数量级的简并温度$T_F$在么正性。
2007-09-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el 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
Imaginary polarization as a way to surmount the sign problem in ab initio calculations of spin-imbalanced Fermi gases
从超冷原子到量子色动力学,强相互作用费米子的可靠从头算研究需要数值方法,通常是某种形式的量子蒙特卡罗计算。不幸的是,在有限密度(自旋极化)的(非)相对论系统通常有一个符号问题,这样那些从头计算是不切实际的。然而,众所周知,在相对论的情况下,虚化学势解决了这个问题,假设数据可以解析地延拓到实轴。这对非相对论系统可行吗?相图中有趣的特征是否可以用这种方式来理解?通过引入复化学势,对于实粒子数和虚极化,避免了非相对论情况下的符号问题。为了初步回答上述问题,我们用平均场方法研究了自旋为1/2的费米子在虚极化下的有限温度相图。
2013-04-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-lat