Two-superfluid Model of Two-component Bose-Einstein Condensates; First Sound and Second Sound
有限温度下的超流$^4$ He用包含正常流体和超流组分的双流体模型来描述.从耦合的Gross-Pitaevskii方程出发，建立了双组分玻色-爱因斯坦凝聚体的双流体模型，即双超流模型.双超流模型与超流$^4$ He中的双流体模型有很好的对应关系.在特定条件下，双超流体模型中的两种声音模式表现得像超流体$^4$ He的双流体模型中的第一和第二声音。
2010-06-23 cond-mat.quant-gas
Direct Transfer of Light's Orbital Angular Momentum onto Non-resonantly Excited Polariton Superfluid
最近，人们发现半导体微腔中的激子-极化激元可以凝聚成一个相干基态，类似于玻色-爱因斯坦凝聚体和超流体。它们已成为在驱动耗散超流体中产生和操纵量子涡旋的独特测试平台。在这里，我们用非共振拉盖尔-高斯（LG）光束产生激子-极化激元凝聚体，并验证了光的轨道角动量直接转移到激子-极化激元量子流体。量子化的旋涡被发现，尽管在非共振泵浦涉及的大的能量弛豫。我们确定了涡旋态的相位奇异性、密度分布和能量本征态。我们的观察证实了非共振光学LG光束可以用来操纵非平衡量子流体的手征性、拓扑电荷和稳定性。这些涡旋是相当鲁棒的，仅对光的OAM敏感，而对诸如泵浦光束的能量、强度、尺寸或形状的其他参数不敏感。因此，光信息可以在光子和激子-极化激元之间容易地传递，并且该技术对于即使在固态系统中存在光谱随机性的情况下形成多个拓扑电荷的可控网络也是潜在有用的。
2018-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
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
Higher-nodal collective modes in a resonantly interacting Fermi gas
我们报告的纵向集体振荡的实验研究，在一个高度细长的，谐波捕获的两组份费米气体共振调谐的s波相互作用（“酉费米气体”）。我们专注于更高的节点轴向模式，这在对比的基本模式得到了很少的关注。我们展示了如何这些模式可以有效地激发使用共振局部激发方案和灵敏度分析的轴向密度分布的检测时间演化的傅立叶变换。我们研究了超流相变过程中模频率的温度依赖性。的行为是定性不同的基本模式，其中模式的频率是独立的温度，只要气体停留在流体动力学制度。我们的研究结果进行了比较，根据朗道的双流体理论和现有的实验知识的状态方程的理论预测。比较显示出良好的协议，因此都代表了一个敏感的测试的理论方法的有效性，并提供了一个独立的测试状态方程。目前的结果上获得的第一声字符模式代表基准的第二声传播和相应的振荡模式的观察。
2013-04-18 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Sound propagation in a uniform superfluid two-dimensional Bose gas
在超流体系统中，可以激发几种声音模式，例如液氦中的第一和第二声音。在这里，我们激发传播和驻波在一个统一的二维玻色气体，我们的特点是在超流和正常制度的声音传播。在超流相，测量的声速很好地描述了一个双流体流体动力学模型，和弱阻尼率很好地解释了与热激发的散射。在正常阶段，由于偏离流体动力学行为，声音变得强烈阻尼。
2018-04-11 cond-mat.quant-gas
Observation of Two Sound Modes in a Binary Superfluid Gas
研究了声波在具有两个对称分量的二元超流气体中的传播。二元超流体是由$^{23}$ Na的玻色-爱因斯坦凝聚体在两个超精细基态的等量混合物中构成的。通过用聚焦激光束施加局部自旋相关扰动，在凝聚体中激发声波。我们确定了两种不同的声音模式，称为密度的声音和自旋的声音，其中的两个自旋分量的密度振荡的相位和相位，分别。双流体流体力学的二元超流体很好地解释了所观察到的声传播。两个声速的比率精确测量，而不需要绝对密度校准，我们发现它在定量上与已知的二元系统的相互作用性能良好的协议。
2019-07-24 cond-mat.quant-gas
Modelling of vorticity, sound and their interaction in two-dimensional superfluids
二维超流体中的涡旋由于其在量子湍流、耗散和BKT相变中的作用而受到广泛的研究。在玻色-爱因斯坦凝聚体和超流氦中，声音和涡旋的相互作用具有广泛的重要性[1-4]。然而，涡流场的建模及其与声音的相互作用都是复杂的流体动力学问题，只有在特殊情况下才有解析解。在这项工作中，我们开发的方法来计算在任意的二维域的涡流和声流场。此外，我们分析了在一个二维的超流体的声音模式的旋涡的色散相互作用，并开发了一个模型，量化这种相互作用的任何旋涡分布在任何二维有界域，可能非简单连接，利用类比与流体动力学的理想气体和静电。作为一个应用实例，我们使用这种技术提出了一个实验，应该能够明确地检测单循环量子在氦薄膜。
2019-04-15 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn quant-ph
Stability and sensitivity of interacting fermionic superfluids to quenched disorder
该研究通过光学无序势猝灭实验比较不同相互作用区间的超冷费米气体，发现BEC更具恢复力而共振气体永久失去量子流体动力学，并归因于配对直接吸收无序扰动。
2024-09-08 cond-mat.quant-gas
Unitary Fermi superfluid near the critical temperature: thermodynamics and sound modes from elementary excitations
我们比较了最近的实验结果[科学375，528（2022）]的超流酉费米气体的临界温度与热力学模型的基础上的系统的元激发。我们发现实验数据和我们的理论之间的几个数量，如第一声，第二声，超流分数非常好的协议。我们还表明，第一和第二个声音之间的模式混合发生。最后，我们的特征的响应幅度的密度扰动：接近临界温度的第一和第二声音可以通过密度扰动激发，而在较低的温度下，只有第一个声音模式表现出显着的响应。
2022-06-08 cond-mat.quant-gas
Observation of first and second sound in a BKT superfluid
自从在液氦II中观察到无摩擦流动以来，各种形式的超流性一直吸引着科学家。在三维空间（3D）中，它在概念上与在临界温度$T_{\text{c}}$出现长程序（LRO）相关联。它的标志之一，由非常成功的双流体模型预测，并在液氦和超冷原子气体中观察到，是存在两种声音激发，第一和第二声音。在2D系统中，热涨落排除了LRO，但超流性仍然通过无限阶Berezinskiii-Kosterlitz-无相变（BKT）在非零$T_{\text{c}}$出现，这与超流密度$n_{\text{s}}$的普遍跳跃有关，而流体的热力学性质没有任何不连续性。BKT超流体也被预测支持两种声音，但对这一点的观察仍然难以捉摸。在这里，我们观察第一和第二个声音在均匀的二维原子玻色气体，并从两个温度依赖的声速提取其超流密度。我们的结果与BKT理论一致，包括对普遍超流密度跳跃的预言。
2022-04-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
First and second sound in two-dimensional bosonic and fermionic superfluids
本文综述了超冷费米子和玻色子原子二维系统中声传播的理论结果。在超流相，其特征是自发对称性破缺缺的$U(1)$对称，有共存的第一和第二声音。在弱相互作用排斥玻色子的情况下，我们模拟了最近在弱相互作用区域和Berezinskiii-Kosterlitz-BKT超流-正常转变温度附近测量的二维39 K原子的声速.特别是，我们进行了相当准确的计算的超流密度，并表明它是合理的实验一致。对于超流吸引费米子，我们计算了穿过整个BCS-BEC交叉的第一和第二声速。在低温区，我们再现了最近的测量与6Li原子的第一声速。我们还预测，只有在有限温度的BEC制度有声音模式之间的混合。
2022-10-18 cond-mat.quant-gas
Collisionless sound of bosonic superfluids in lower dimensions
低温玻色子的超流性在碰撞区域已经得到了很好的证实。然而，在无碰撞区域，超流的存在还没有完全澄清，特别是在较低的空间维度。在这里，我们比较了弗拉索夫-朗道方程，它没有考虑玻色子系统的超流性质，与安德烈耶夫-哈拉尼科夫方程，而不是明确包含超流速度。结果表明，$^{87}$ Rb原子的二维无碰撞玻色气体中声模的最新实验数据与两种理论都符合得很好，但在Berezinskiii-Kosterlitz无碰撞临界温度$T_c$以下，用Andreev-Khalatnikov方程能更好地再现声阻尼，而在$T_c$以上，用Vlasov-Landau方程能更好地再现声阻尼.对于一维玻色子流体，实验数据还没有，我们发现由两个传输理论预测的声速之间的差异较大，而且在这种情况下，超流速度的存在降低了声阻尼。
2021-04-11 cond-mat.quant-gas
Order-disorder oscillations in exciton-polariton superfluids
利用平均场论研究了半导体微腔中激子-极化激元共振泵浦超流体的动力学行为。调制不稳定性发展到晶体有序，然后有序和无序状态交替形成。一个超固态的状态也被发现，在其中的超流共存的结晶秩序在休息。
2012-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Second sound and the density response function in uniform superfluid atomic gases
最近，人们对超流玻色和费米气体中的第二声重新产生了兴趣。利用双流体动力学理论，我们回顾了这些系统的密度响应$χ_{nn}(\bq,ω)$，作为一种工具，以确定第二个声音的实验基于密度探针。我们的工作推广了超流$^4$ He临界区动力学结构因子$S(\bq,ω)$的研究。我们表明，在均匀超流费米气体的幺正极限下，在压缩性求和规则中，第二与第一声的相对权重由朗道-Placzek比率$\lp\equiv (\bar{c}_p-\bar{c}_v)/\bar{c}_v$给出，对于所有低于$T_c$的温度。与超流$^4$ He相比，在强相互作用的费米气体中，$\lp$要大得多，已经是$T \sim 0.8 T_c$的阶数单位，从而提供了用密度探针激发第二声的有希望的机会。与$\mathrm{Im}χ_{nn}(\bq,ω)$（在双光子布拉格散射中测量）相比，第一和第二声音的相对权重在$S(\bq,ω)$（在脉冲传播研究中测量）中是完全不同的。我们证明了在么正性下，强相互作用玻色凝聚气体中的$S(\bq,ω)$的第一和第二声与费米气体中的第一和第二声相似。然而，在弱相互作用玻色气体中，第一和第二声音主要分别是热云和冷凝物的非耦合振荡，并且第二声音在$S(\bq,ω)$中具有大部分频谱权重。我们还讨论了第一和第二声中涉及的超流和正常流体速度场的行为。
2010-04-23 cond-mat.quant-gas
Low-temperature thermodynamics of the unitary Fermi gas: superfluid fraction, first sound and second sound
通过引入一个基于玻色子集体模和费米子单粒子激发的零温谱的模型，研究了幺正费米气体的低温热力学。我们计算了亥姆霍兹自由能，并由此得到熵、内能和化学势随温度的变化。利用这些量和Landau的超流密度表达式，我们解析地确定了超流分数、临界温度、第一声速和第二声速。我们比较了我们的分析结果与其他理论预测和实验数据的超冷原子和稀中子物质。
2010-11-22 cond-mat.quant-gas nucl-th
Sound modes in collisional superfluid Bose gases
本文从理论上研究了$D$维弱相互作用碰撞玻色气体中的声模。使用朗道的双流体流体动力学和Bogoliubov理论的工作范围内，我们观察到的杂交的第一和第二声模式的$D\ge 2$。为了模拟最近测量的声速在二维中，在弱相互作用制度和周围的Berezinskiii-Kosterlitz-无边界的转变温度，我们得到了一个精细的计算超流密度，找到一个公平的协议与实验。在1D的情况下，实验结果是目前不可用的，我们没有发现杂交，引发未来调查的必要性。我们的分析提供了一个系统的理解碰撞弱相互作用玻色气体在$D$维的声音传播。
2021-03-09 cond-mat.quant-gas
Propagation of first and second sound in a two-dimensional Fermi superfluid
声传播是流体平衡热力学和动力学输运性质相互作用的宏观表现。在这里，对于一个二维系统的超冷费米子，我们计算的第一和第二声速在整个BCS-BEC交叉，我们分析了系统响应外部扰动。在低温制度，我们重现最近的测量[物理学评论快报。{ \bf 124}，240403（2020）]的第一声速，由于密度和熵波动的解耦，其是由密度探针激发的唯一模式。相反，热扰动只激发第二种声音，它对超流体的耗尽很敏感，在深BCS区消失，并在Berezinskiii-Kosterlitz-无超流体跃迁时不连续地跳到零。模式之间的混合只发生在有限温度的BEC制度，我们的理论收敛到纯玻色子的结果。
2021-07-20 cond-mat.quant-gas
Propagation of Second sound in a superfluid Fermi gas in the unitary limit
研究了在么正极限下，费米原子组成的均匀超流气体中的声传播。正常和超流分量的存在导致出现两个声音模式的碰撞制度，称为第一和第二声音。第二种声音特别令人感兴趣，因为它是超流体成分的清晰信号。利用朗道双流体动力学理论，我们计算了流体动力学声速和密度响应函数中的这些权重。后者用于计算对产生脉冲传播的外部电势的突然修改的响应。根据Nozieres和Schmitt-Rink（NSR）的BCS-BEC交叉方法，计算了与响应函数中的权重成正比的脉冲幅度。研究表明，在幺正超流费米气体中，第二声脉冲由密度扰动激发出，并具有很好的振幅。
2010-02-01 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Probing the critical exponent of superfluid fraction in a strongly interacting Fermi gas
从理论上研究了谐振相互作用下超冷原子费米气体中第二声模的临界行为。在临界温度为$T_{c}$的超流相变附近，第二声模的频率或声速主要取决于超流分数的临界指数$β$。在各向同性谐波陷阱中，我们预测当$β<1/2$时，模式频率像$(1-T/T_{c})^{β-1/2}$一样发散。在一个高度拉长的陷阱，第二声音的速度减少了一个因素$1/\sqrt{2β+1}$从一个均匀的三维超流体。一旦实验精度提高，我们的预测可以通过在诸如Sidorenkov \textit{et al.} {[}Nature \textbf{498}，78（2013）{]}用于共振相互作用的锂-6原子的装置中测量第二声波传播来容易地测试。
2013-10-14 cond-mat.quant-gas
Normal State Properties of a resonantly interacting p-wave Fermi Gas
受p波共振费米气体研究的最新实验进展的启发，我们研究了接近p波散射共振的这种气体的正常态性质。我们计算了普适状态方程和两个p波接触，它们体现了系统的普适性质，与实验符合得很好。计算中考虑了有效射程修正，得到了Nozières-Schmitt-Rink（NSR）格式下的超流转变温度$T_c$，并表明其在实验范围内.在弱耦合极限下，我们导出了$T_c$的解析表达式，并明确地证明了有效距离修正的非微扰性质。
2016-10-05 cond-mat.quant-gas
Quantum limited sound attenuation in a dilute atomic Fermi gas
一个新的实验（P. B. Patel等人，Science 370（2020）6521，1222）涉及由激光束限制的共振相互作用原子，揭示了量子流体中的动量和能量扩散。
2020-12-22 cond-mat.quant-gas physics.pop-ph
Superfluidity, Sound Velocity and Quasi Condensation in the 2D BCS-BEC Crossover
研究了超冷碱金属原子构成的二维超流体在BCS-BEC交叉中的有限温度性质。通过分析序参量的相位和振幅涨落的影响，我们研究了Berezinskiiii-Kosterlitz无相变相变的临界温度$T_{BKT}$以下的准凝聚区域.特别地，我们计算了超流分数，声速和准凝聚分数作为温度和费米子对的结合能的函数。
2013-11-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Bénard-von Kármán vortex street in an exciton-polariton superfluid
数值研究了激子-极化子超流体共振注入半导体微腔的动力学行为。结果表明，在障碍势后的尾流中，除了产生量子化的涡旋偶极子和暗孤子外，还产生了Bénard-vonKármán型的涡街.的涡街被证明是强大的对样品中的无序电位，它可以观察到，即使在时间积分测量。
2012-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Sound-induced vortex interactions in a zero-temperature two-dimensional superfluid
通过积分出序参量的纵向涨落，系统地推导了由Gross-Pitaevskii方程描述的非相对论二维超流体中相互作用涡旋的有效作用量.在运动方程中不存在几何发散系数。我们的分析是有效的，在一个稀释的限制涡的intervortex间距是大的相比，核心的大小，并在涡核中的原子数的波动被抑制。我们分析了声音引起的修正的动态的涡旋-antivortex对，并表明，有没有不稳定的湮灭，这表明，声音介导的相互作用是不够强，破坏一个逆能量级联在二维零温度超流湍流。
2014-11-21 cond-mat.quant-gas hep-th
Dynamical Kosterlitz-Thouless Theory for Two-Dimensional Ultracold Atomic Gases
本文基于动力学Koterlitz-Schwarzless理论，发展了二维原子超流中第一和第二声的超流跃迁理论。我们采用了一组修改后的两流体流体动力学方程，其中包括量子化的旋涡的动力学，而不是传统的三维超流体。至于声音的色散方程而言，修改基本上是等效的，取代静态超流密度与频率相关的一个，重新归一化的频率相关的“介电常数”的漩涡。这个理论有两个直接的后果。首先，因为在有限频率的重整化超流密度不显示跨超流过渡的不连续性，与静态超流密度相反，声速平滑地跨过渡变化。其次，该理论包括自由涡流引起的耗散，因此自然地描述了正常阶段第二种声音的声音与扩散交叉。仅用一个拟合参数，我们的理论给出了一个完美的协议与实验测量的声速跨越过渡，以及在过渡附近的品质因数。该理论的预测可以通过未来的实验进一步验证。
2020-06-20 cond-mat.quant-gas
Sound, superfluidity and layer compressibility in a ring dipolar supersolid
本研究提出激发环形偶极超固体Goldstone模的方案，通过撤去周期调制结合扩展Gross-Pitaevskii方程研究振荡，利用流体理论确定层压缩模量与超流分数，结果符合Leggett估计。
2024-05-17 cond-mat.quant-gas
Superfluidity and sound propagation in disordered Bose gases
该研究理论分析了零温二维玻色-爱因斯坦凝聚体中散斑无序对声波传播的影响，通过求解Gross-Pitaevskii方程和超流流体力学方法，发现无序会降低超流分数与声速并引入阻尼，其弱无序极限预测与微扰理论吻合且适用于当前冷原子实验。
2024-07-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Compressibility and speeds of sound across the superfluid to supersolid phase transition of an elongated dipolar gas
本文研究无限管势中偶极BEC的超流—超固体相变，通过分析无隙激发分支、声速与压缩率，证明该连续晶态序转变为二级相变。
2023-06-07 cond-mat.quant-gas
Induced p-wave superfluidity in strongly interacting imbalanced Fermi gases
对于粒子数不平衡共振相互作用的费米气体，计算了由于少数自旋粒子的存在而引起的多数自旋粒子间的诱导相互作用。结果表明，这种相互作用导致的不稳定性，在低温下，最近观察到的极化子费米液相的强烈不平衡费米气体的p波超流态。我们发现，相关的转变温度，而相当小的弱相互作用BCS制度，是实验上可访问的强相互作用的单一制度。
2011-06-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Discontinuities in the First and Second Sound Velocities at the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless Transition
通过求解朗道双流体动力学方程，计算了二维稀玻色气体超流相中第一、第二声速的温度依赖性。我们预测在临界温度时两个速度的显著不连续性的发生，作为表征Berezinskiii-Kosterlitz-无边界过渡的超流密度跳跃的结果。讨论了热膨胀系数的关键作用。我们发现，在这种稀玻色气体中的第二声音可以很容易地通过密度扰动激发，从而使超流密度的测量的前景特别有利。
2014-01-19 cond-mat.quant-gas
Sound propagation in a two-dimensional Bose gas across the superfluid transition
最近的实验在物理的动机。121，145301（2018），我们使用经典场动力学研究了二维（2D）玻色气体中超流-热转变的声音传播。低于转变温度，我们发现一个Bogoliubov和一个非Bogoliubov模式，在它上面，我们发现正常的声音模式和扩散模式，因为我们确定从动力学结构因子。我们的模拟实验过程与测量的速度一致，并表明，低于转变温度的测量检测Bogoliubov模式。在跃迁之上，它们要么检测低密度或弱相互作用的正常声音模式，要么检测高密度或强相互作用的扩散模式。作为一个关键的观察，我们讨论了弱耦合制度中的非Bogoliubov模式有一个更高的速度比Bogoliubov模式，在流体动力学的情况下。我们建议通过步进脉冲密度扰动来检测这种状态，它同时检测两种声音模式
2020-02-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
From Planar Solitons to Vortex Rings and Lines: Cascade of Solitonic Excitations in a Superfluid Fermi Gas
我们跟踪了相位印记后$^6$ Li原子共振相互作用的超流费米气体的时间演化。通过层析成像，我们观察到一个平面暗孤子的形成，其随后的蛇形，和它的衰减成一个涡环，这反过来又打破，最后留下一个单一的孤子涡旋。在中间阶段，我们发现一个奇特的结构类似的$Φ$ -孤子，涡环和涡线的组合的证据。结面的直接成像揭示了它的波动动力学和它的衰减通过穿刺的初始孤子平面。所观察到的节点表面的演变代表了超越超流流体动力学的动力学，呼吁微观描述的单一费米子超流体的平衡。
2015-07-03 cond-mat.quant-gas
Lifshitz Point in the Phase Diagram of Resonantly Interacting $^6Li$-$^{40}K$ Mixtures
我们考虑了强相互作用的${}^{6}$ Li- ${}^{40}$ K混合物，这是不平衡的质量和密度的两个费米子物种。目前，它是实验学家的最爱，以达到超流体制度。我们构建了一个有效的热力学势，导致良好的协议与Monte Carlo结果为正常状态。我们用它来确定的统一的混合物的相图在幺正极限，在那里我们发现，在相反的质量平衡的情况下，存在一个Lifshitz点。该点的特征在于库珀对的有效质量变为负值，这表明超固相的不稳定性。
2009-11-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Finite-temperature quantum fluctuations in two-dimensional Fermi superfluids
在具有连续对称性的二维系统中，Mermin-Wagner-Hohenberg定理排除了有限温度下的自发对称性破缺和凝聚。Berezinskiii-Kosterlitz无涡临界温度标志着从准凝聚和代数长程序的超流相到正常相的转变，在正常相，涡旋增殖完全破坏超流性。与三维超流体系统典型的传统非对角长程序相反，代数长程序是由量子和热涨落驱动的，在降维中强烈增强。出于这种独特的情况下，并通过最近的实验实现被困准二维费米子云，我们包括一个循环的高斯波动的理论描述的共振费米超流体在两个维度证明，第一声音，第二声音和临界温度强烈重整化，远离他们的平均场值。特别是，我们证明，在中间和强耦合制度，这些数量是从根本上不同的高斯波动时考虑。我们的单回路理论与最近的Berezinskiii-Kosterlitz无环临界温度实验数据吻合得很好。115，010401（2015）]和第一声速，给出了作为相互作用强度和温度的函数的第二声音的新颖预测，开放用于实验验证。
2016-01-14 cond-mat.quant-gas
Breakdown of sound in superfluid helium
本文通过中子散射实验证明，Pitaevskii衰变导致超流氦中高能声子-旋子声波准粒子寿命坍缩，揭示了准粒子衰变对理解量子物质的重要性。
2023-09-15 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Shear viscosity of a universal Fermi gas near the superfluid phase transition
我们精确地测量了共振相互作用费米气体的剪切粘度作为温度的函数，从近基态通过超流相变在临界温度$T_c$。使用迭代方法来反演数据，我们提取{ \it本地}剪切粘度系数$α_S(θ)$与降低温度$θ$，揭示以前隐藏的功能。我们发现，$α_S$开始迅速下降，$θ$下降远高于$T_c$，这表明，预制对发挥重要作用。此外，我们观察到导数$α_S'(θ)$在$T_c$处具有最大值。我们将局部数据与几种微观理论进行比较。最后，我们确定了剪切粘度与熵密度的局部比值。
2014-10-17 cond-mat.quant-gas
Superfluid hydrodynamics of polytropic gases:dimensional reduction and sound velocity
基于Bardeen-Cooper-Schrieffer-玻色-爱因斯坦凝聚体（BCS-BEC）中的双组分受限费米气体可以用流体力学方法描述的事实，我们用多方拉格朗日密度研究了这些系统--雪茄形和盘形两种构型.我们从波波夫拉格朗日密度开始，经过降维处理，得到控制这种系统动力学的方程。通过求解这些方程，我们研究了声速作为密度的函数，通过分析维数如何影响这个速度
2014-01-21 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Anomalous Doppler effect in superfluid and supersolid atomic gases
本文利用流体力学方法，推导了零温度下破缺伽利略不变性的超流体和超固原子气体中的反常多普勒效应，并通过理论计算与时间依赖模拟给出了定量估计。
2025-05-09 cond-mat.quant-gas
Connecting strongly correlated superfluids by a quantum point contact
点接触提供了宏观粒子库之间的简单连接。在电路中，金属、半导体或超导体之间的强连接可应用于基础凝聚态物理以及量子信息处理。然而，对于复杂的，强相关的材料，链接在很大程度上被限制在弱隧道结。在这里，我们研究共振相互作用费米气体连接的可调，弹道量子点接触，发现一个非线性的电流偏置关系。在低温下，我们的观测结果与理论模型定量一致，其中电流来源于多次Andreev反射。在一个广泛的接触几何，超流性和热激活的运输之间的竞争导致电导最小。我们的系统为基于强相互作用物质的介观器件的研究提供了一个可控的平台。
2015-08-03 cond-mat.quant-gas
First and second sound of a unitary Fermi gas in highly elongated harmonic traps
利用变分方法，我们给出了Stringari及其同事最近导出的囚禁在高度拉长的谐振势中的么正费米气体的简化的一维二流体动力学方程的完整解。\textbf{105}，150402（2010）{]}。我们计算了第一和第二声沿弱轴向囚禁势的离散模式频率，作为温度和超流密度形式的函数。我们表明，在第二声模式的密度波动，由于其耦合到第一声模式，是足够大的，以测量在目前的实验设置，如利用泰\textit{et al}。在因斯布鲁克大学，\textbf{110}，055303（2013）{]}。由于二次声波对超流密度的敏感性，二次声波频率的高精度测量为准确测量单元费米气体的超流密度提供了一种有希望的方法。
2014-10-06 cond-mat.quant-gas
Superfluid critical velocity of an elongated harmonically trapped Bose-Einstein condensate
我们数值模拟实验的超流临界速度的细长，谐波捕获玻色-爱因斯坦凝聚体的报告[P。Atherton，Phys. Rev. Lett. 99，160405（2007）]。这些实验以恒定的速度扫过由光学偶极势形成的障碍物通过冷凝物的长轴。他们的结果发现，当障碍物速度超过$v\approx 0.3$ mm/s时，冷凝物的密度波动会增加，这表明超流临界速度大大低于平均速率。然而，我们的分析表明，恩格斯和阿瑟顿的实验观察实际上是一致的超流临界速度等于当地的声速。我们构建了一个模型的能量转移到系统的局部密度近似的基础上解释的实验观察，并提出和模拟实验，通过谐波捕获的冷凝物在当地的声速的一个恒定的分数扫描电位。我们发现，这会导致一个突然发作的激发以上的临界分数，在协议与朗道标准的超流性。
2019-09-30 cond-mat.quant-gas
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
Sound emission and annihilations in a programmable quantum vortex collider
在量子流体中，循环的量子化禁止了经典粘性流体中出现的涡旋旋流的扩散。然而，在超流体中加速的量子涡旋可能会将其能量损失为声辐射，就像电荷在发射光子时减速一样。涡旋能量的耗散是量子流体力学的核心问题，如量子湍流的衰减，与中子星、超流氦和原子凝聚等各种系统高度相关。几十年来，对不可逆涡旋动力学背后的基本机制的深入理解一直是一个目标，但由于缺乏确凿的实验特征，这一目标变得复杂。在这里，我们通过实现一个可编程的量子涡旋对撞机在一个平面，均匀的原子费米超流体与可调粒子间的相互作用来解决这一挑战。我们创建按需涡旋配置和监测其演变，利用我们的超冷费米气体的可访问的时间和长度尺度。工程碰撞内和之间的涡-antivortex对允许我们解耦的涡能量的松弛，由于声发射和与正常流体的相互作用，即相互摩擦。我们直接可视化如何湮灭的涡旋偶极子辐射超流体中的声脉冲。此外，我们的几个涡旋实验延伸到不同的超流制度表明，费米准粒子定位在涡核内显着的耗散，开辟了探索新的途径量子湍流衰减，涡涡。
2021-06-10 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Effective field theory and dispersion law of the phonons of a non-relativistic superfluid
研究了最近提出的任意非相对论超流体声子的有效场论。在计算了单圈声子自能后，我们得到了低动量下低温T对声子色散定律的贡献，并看到这些贡献的实部可以参数化为声子速度的热修正。因为声子是声波的量子，在低动量时，它们的速度应该与声速一致。我们发现我们的结果在T^4ln（T）阶上与Andreev和Khalatnikov根据超流流体动力学方程和声子动力学理论预测的声速相匹配。我们还得到了T^4级的高阶修正，这在单纯地推动动力学理论计算时是无法再现的。最后，作为应用，我们考虑了么正极限下的冷费米气体，并找到了这类系统的低T相对于声速的修正的普遍表达式。
2010-08-27 cond-mat.quant-gas hep-ph
Hybridization of first and second sound in a weakly-interacting Bose gas
利用朗道的双流体流体力学理论，我们研究了在均匀弱相互作用超流玻色气体中传播的声音模式的温度值，直到临界点。为了评估相关的热力学函数需要解决的流体动力学方程，包括超流密度的温度依赖性，我们使用Bogoliubov理论在低温和微扰方法的结果的基础上Beliaev图解技术在较高的温度。特别关注的杂交现象之间的第一和第二的声音，发生在低温的相互作用能的顺序，我们明确讨论的行为附近的杂交点的两个声速。
2015-09-09 cond-mat.quant-gas
The roton-assisted chiral p-wave superfluid in a quasi-two-dimensional dipolar Bose-Fermi quantum gas mixture
手征p波（p_x \pm ip_y）超流体近年来引起了人们的广泛关注，主要是因为它的涡旋核支持一个Majorana费米子，由于它的非阿贝尔统计，可以用来实现拓扑量子计算.在准二维（2D）空间中将偶极玻色子与费米子混合提供了使用旋子最小值作为工程费米子之间声子诱导的吸引相互作用的工具的机会。本文采用Hartree-Fock-Bogoliubov方法研究了准二维偶极玻色-费米混合体中的p波超流对。我们发现，通过降低旋子最小值来增强诱导相互作用可以影响混合物的稳定性以及费米子的有效质量。我们还表明，可以调整系统的稳定区域中的手征p-波超流配对可以共振增强，通过降低附近的声子的能量成本的最小旋转。
2013-09-04 cond-mat.quant-gas
Decoupled sound and amplitude modes in trapped dipolar supersolids
本文理论分析环形阱中偶极量子气体跨越超流—超固体相变的元激发，阐明解耦的第一声、第二声与 Higgs 模式及其晶体—超流振荡关联，并提出实验探测方案。
2024-04-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Second sound in the BEC-BCS crossover
第二种声音是在量子液体的超流成分中传播的熵波。因为它是熵波，所以它探测量子液体的热力学性质，这些性质是确定的，例如，量子液体的粒子之间的相互作用强度和它们的温度。在这里，我们研究的第二声传播的大范围内的交叉之间的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）和巴丁-库珀-施里弗（BCS）超流体的相互作用强度。特别是，我们调查强相互作用的制度，目前的理论预测只存在于BEC，BCS和统一制度之间的插值。工作与超冷费米$^6$锂原子的量子气体与可调的相互作用，我们表明，第二声速变化只有轻微的交叉制度。我们获得更深入的了解到声音的传播和激发的第二声通过改变激励程序，其范围从一个突然的力脉冲到一个温和的加热脉冲在云中心。这些测量伴随着经典场模拟，这有助于解释实验数据。此外，我们确定了超流相的空间延伸，并估计了超流密度。在未来，这可能会被用来构建迄今为止未知的状态方程在整个交叉。
2020-03-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Second sound in 2D Bose gas: from the weakly interacting to the strongly interacting regime
利用朗道的双流体流体力学理论，我们研究了二维玻色气体中的第一和第二声传播。我们研究的温度和相互作用的依赖性的两种声音模式，并表明，它们的行为表现出深刻的质的变化，气体的发展从弱相互作用的强相互作用的制度。特别强调的是在Berezinskiii-Kosterlitz-无边界过渡，由超流密度的不连续性引起的两种声音的跳跃。我们发现，通过密度扰动的第二声的激发变得越来越弱的相互作用强度的增加，作为一个结果的热膨胀系数的降低。我们的研究结果可以为未来的实验中的BEC侧的BCS-BEC交叉的二维超流费米气体的声音的传播。
2017-12-13 cond-mat.quant-gas
Two-fluid theory for superfluid system with anisotropic effective masses
本文将双流体理论推广到有效质量沿不同主轴方向各向异性的超流体系统。作为一个具体的例子，该理论可以应用于低温下自旋-轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。从声子激发的简正密度和第二声速解析地得到。在从平面波到零动量相的相变附近，由于有效质量发散，声子激发的法向密度大大增加，而第二声速被显著抑制。利用量子流体力学理论，给出了超流密度和约瑟夫森关系的统一推导。最后讨论了长波的动量分布函数和位相涨落。
2019-04-19 cond-mat.quant-gas
First and second sound in a highly elongated Fermi gas at unitarity
本文考虑了被高度拉长的谐振势囚禁的具有么正性的费米气体，求解了有限温度下的双流体流体动力学方程。考虑了声波的传播以及弱轴向俘获存在下的离散解。相关的热力学函数进入流体动力学方程进行了讨论，在超流和正常制度的通用标度函数。第一声和第二声的解决方案计算作为温度的函数和超流密度的作用被明确指出。在第二声波的密度波动被发现是足够大的气体的有限的热膨胀系数的结果进行测量。重点是与最近的实验数据进行比较。
2013-07-03 cond-mat.quant-gas
Quantum phase diagram for two species hardcore bosons in one-dimensional optical lattices with the resonantly driven Rabi frequency
我们提出了一个实验实现的时间周期调制拉比频率和建议的密度依赖跳跃的两个物种的硬核玻色子在一维光晶格。与以前的工作[Phys. Rev. Research { \bf 2}，013275（2020）]不同，我们研究了第一共振区域中的效应。在有效哈密顿量中，只有当这些位置上的其他物种的密度差异为零时才发生物种内跳跃，而一旦相关密度差异变为非零，则允许物种间跳跃。在整数- $1$填充下，通过微扰分析和数值计算确定了有效哈密顿量的量子相图。我们发现，在主导$J_{1}$的极限下，系统成为一个双简并二聚态，并自发破缺平移对称性。$J_{0}$、$J_{1}$和固定的${\bar U}=1$的相互作用导致三条BKT转变线和一个三临界BKT点。用能级分光技术得到了精确的跃迁谱线。此外，还研究了它们的一般物理性质，包括电荷隙、中性隙、超流密度和二聚化强度。
2022-06-07 cond-mat.quant-gas
Superfluidity and collective modes in Rashba spin-orbit coupled Fermi gases
本文对具有s波吸引和合成Rashba自旋轨道耦合的双组分费米原子气体中的超流性和相应的集体模进行了理论研究。从泛函路径积分形式推导出集体模的一般有效作用量。通过调节自旋-轨道耦合从弱到强，系统经历了从普通BCS/BEC超流体到rashbons的玻色-爱因斯坦凝聚体的交叉。我们表明，超流密度和Anderson-Bogoliubov模式的属性体现了这种交叉。在大的自旋轨道耦合，超流密度和声速成为独立的强度的s波吸引。并确定了rashbons之间的两体相互作用。当塞曼场被打开时，系统经历量子相变到一些奇异的超流相，这些超流相是拓扑非平凡的。对于二维系统，热力学函数和相变声速的非解析性与导致红外奇异性的体无带隙费米子激发有关。超流密度和声速表现出非单调性：在正常超流相，它们被塞曼场抑制，但在拓扑超流相得到增强。并对三维系统进行了研究。
2013-07-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-th
Dispersion relation of the collective excitations in a resonantly driven polariton fluid
半导体微腔中的激子-极化激元构成了光的量子流体的原型实现。在相干光驱动下，可以观察到超流、暗孤子和流体动力学涡旋成核等显著效应。这些现象都可以理解为极化激元凝聚体顶部形成的集体激发的具体表现。在这项工作中，我们进行了布里渊散射实验，直接测量它们的色散关系$ω(\mathbf{k})$。这样的结果，例如声速明显低了两倍，不能单独用极化激元凝聚来解释。在理论和实验相结合的分析中，我们证明了与极化激元相互作用的长寿命激子库的存在对量子流体的性质和特性具有显着的影响，并且它定量地解释了我们的测量。这项工作澄清了这样的水库中的作用，在不同的极化激元流体动力学现象下发生的共振光驱动器。它还提供了一个明确的工具，以确定在量子流体中的冷凝液到水库分数，并设置一个准确的框架，以接近新的想法，基于极化激元的量子光学应用。
2019-05-27 cond-mat.quant-gas
