Implications of hydrodynamic fluctuations on the minimum shear viscosity of the dilute Fermi gas at unitarity
我们确认并扩展了Chafin和Schaefer关于酉费米气体中流体动力学涨落的工作。利用MIT最近的一个实验的状态方程的结果，我们导出了作为温度函数的η/n和η/s的下限。本文通过对近年来剪切-粘度谱函数的量子Monte Carlo实验数据的重新分析，指出了在临界温度附近，Chafin和Schaefer的粘度束缚η/n> 0.3与Wlazlowski等人的量子Monte Carlo结果η/n<0.2之间的矛盾的可能性
2013-05-15 cond-mat.quant-gas nucl-th
Dynamical properties of the unitary Fermi gas: collective modes and shock waves
讨论了由稀原子和超冷原子组成的么正费米气体，其s波原子间散射长度为无穷大。首先，我们引入了一个有效的密度泛函，它精确地描述了被外势捕获的么正费米气体的各种静态性质。然后，从扩展的超流流体动力学方程出发，导出了谐波势阱中的声速和振荡的集体频率。最后，我们表明，这种惊人的费米气体支持超音速和亚音速冲击波。
2012-04-07 cond-mat.quant-gas nucl-th
Universal aspects of a strongly interacting impurity in a dilute Bose condensate
我们研究了浸入弱相互作用玻色气体中的杂质的性质，玻色极化子在微扰易处理的极限弱杂质-玻色子相互作用中，它的许多性质已知仅依赖于散射长度。在这里，我们证明了强（酉）杂质玻色子相互作用的所有静态准玻色极化子在稀玻色气体，如它的能量，它的残留物，它的谭的接触和附近的杂质被困玻色子的数量，依赖于通过一个单一的参数的杂质玻色子势。
2020-11-02 cond-mat.quant-gas
Critical Zeeman Splitting of a Unitary Fermi Superfluid
根据最近在LKB Lhomond的实验结果，我们用费米能$ε_{\text F}$确定了均匀费米超流体在么正态下的临界塞曼能量分裂.基于超流相和正常相的通用状态方程，我们证明了存在两个临界场$H_{c1}$和$H_{c2}$，在这两个临界场之间，超流-正常混合相在能量上是有利的。导出了临界场和临界布居不平衡度$P_c$的普遍公式。我们发现了临界场和临界不平衡之间的普适关系：$H_{c1}=γξε_{\text F}$和$H_{c2}=(1+γP_c)^{2/3}H_{c1}$，其中$ξ$是普适常数，$γ$是巨正则系综中化学势不平衡的临界值。由于实验中测量了$ξ$、$γ$和$P_c$，因此我们可以在不知道极化正相状态方程细节的情况下确定临界塞曼场。利用LKB-Lhomond的实验数据，我们发现了$H_{c1}\simeq0.37ε_{\text F}$和$H_{c2}\simeq0.44ε_{\text F}$。我们的结果作为塞曼场$H/ε_{\text F}$的函数的偏振$P$是从实验中提取的数据符合得很好。我们还给出了一个估计的临界磁场的稀释中子物质的物质得到自旋极化，假设稀中子物质的属性接近的酉费米气体。
2011-04-02 cond-mat.quant-gas nucl-th
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
Hydrodynamic fluctuations and the minimum shear viscosity of the dilute Fermi gas at unitarity
我们研究非相对论流体中的流体动力学涨落。我们表明，在三维波动导致的最小值的剪切粘度熵密度比$η/s$作为温度的函数。最小值提供了$η/s$的一个界限，它独立于弦论中的限制界限$η/s \geq \hbar/(4πk_B)$，其中$s$是熵密度。对于稀的费米气体，在么正性下，我们发现$η/s\gsim 0.2\hbar$。这个界限并不普遍--它取决于幺正费米气体的热力学性质，以及关于流体力学有效范围的经验信息。我们还发现，频率为$ω$的流体动力学模式的粘性弛豫时间发散为$1/\sqrtω$，二维剪切粘度发散为$\log(1/ ω)$。
2013-02-18 cond-mat.quant-gas nucl-th physics.flu-dyn
Dark solitons in the unitary Bose gas
本文研究了横向简谐约束下的超冷稀幺正玻色气体，由于s波散射长度的发散，使得该气体的状态方程具有普适性。从超流体的流体动力学方程出发，我们导出了一个有效的一维非多项式薛定谔方程（1D NPSE），该方程同时考虑了轴向动力学和横向动力学。最后，通过求解一维NPSE，我们得到了玻色系统暗孤子（灰孤子和黑孤子）的有意义的解析公式。
2020-04-14 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Dissipative superfluid hydrodynamics for the unitary Fermi gas
在这项工作中，我们建立了约束的温度依赖性的剪切粘度$η$在超流相的稀费米气体在酉限制。我们的研究结果是基于分析实验，测量后释放的光学陷阱变形云的长宽比。讨论了如何将双流体理论应用于幺正气体，并给出了一个合适的状态方程参数化形式。我们表明，在膨胀实验的正常和超流速度之间的差异仍然很小，可以被视为一个扰动。我们发现，膨胀实验有利于剪切粘度显着降低超流制度。利用指数参数化方法，我们找到了$η(T_c/(2T_F))< 0.37η(T_c/T_F)$，其中$T_c$是临界温度，$T_F$是气体的局部费米温度。
2021-08-01 cond-mat.quant-gas nucl-th
On the higher virial coefficients of a unitary Fermi gas
三阶和更高阶的量子维里系数要求求解相应的量子多体问题。然而，在早期的论文（物理学评论快报。108，260402（2012））提出了稀幺正费米子气体的高阶团簇积分可以用两体团簇以及适当的抑制因子来近似。虽然不精确，但该计算结果与实验获得的状态方程在逸度z=6时相当一致。本说明的目的是提供一些物理论据支持这一说法。
2013-10-17 cond-mat.quant-gas
Thermal relaxation and the complete set of second order transport coefficients for the unitary Fermi gas from kinetic theory
本文利用动理学理论和Chapman-Enskog方法计算了幺正费米气体的二阶输运系数完备集，扩展了热流和逸度梯度相关项，并验证了热弛豫时间的简单估计式。
2025-09-23 cond-mat.quant-gas nucl-th
Contact interaction in an unitary ultracold Fermi gas
一个超冷费米原子气体在幺正性呈现普遍的性质，在稀释极限可以很好地描述了接触相互作用。通过采用具有正确边界条件的引导函数，并对采样过程进行简单修改，我们能够在量子Monte Carlo计算中首次处理真正的接触相互作用。得到的结果具有较小的方差。我们的计算的Bertsch和接触参数是在很好的协议与发表的实验。使用更忠实地描述超冷原子气体的可能性可以帮助揭示超冷原子气体尚未发现的特征。此外，这项工作为进行接触相互作用系统的量子Monte Carlo计算铺平了道路，在许多情况下，使用有限有效范围的势的描述可能不准确。
2015-10-27 cond-mat.quant-gas
Strongly interacting impurities in a dilute Bose condensate
玻色气体中的杂质通常被称为玻色极化子。对于稀玻色气体，它的性质被认为是普适的，即只依赖于表征玻色子-杂质相互作用的几个参数。当玻色子与杂质的相互作用较弱时，人们知道极化子的性质只取决于这些相互作用的散射长度。在本文中，伴随和扩展参考[物理。126，123403（2021）]（其中一些结果已经被报道）我们研究了更强的玻色子-杂质相互作用，保持其范围有限。我们证明，杂质和玻色子之间的吸引力的相互作用，并包括这些相互作用的幺正点，所有的静态性质的玻色极化子在稀玻色气体中可以计算的散射长度和一个额外的参数的范围内的杂质-玻色子相互作用的特征。我们表明，我们的方法来解决这个问题是有效的，如果这个参数不偏离太多的内玻色子相互作用的散射长度，与文本中给出的精确标准。当杂质玻色子散射长度被调谐到么正性时，我们给出了极化子的能量和其他性质的显式表达式，并且我们还提供了远离它的第一个修正。
2022-01-12 cond-mat.quant-gas
Life Cycle of Superfluid Vortices and Quantum Turbulence in the Unitary Fermi Gas
幺正费米气体（UFG）提供了一个独特的机会来研究强相互作用的费米超流体中的量子湍流的实验和理论。它产生于精确和受控的实验，并承认唯一的动力学微观描述通过时间相关的密度泛函理论（DFT）-除了稀释玻色子气体-的交叉和重新连接的超流体涡旋线费曼在1955年提出的是在零温度下的超流体量子湍流的起源。我们演示了如何通过使用完善的实验技术：激光搅拌和相印可以产生各种涡流配置。麻省理工学院研究小组展示的新成像技术[Ku et al. arXiv：1402.7052]应该能够直接可视化这些交叉和重新连接，比迄今为止在液氦中进行的更详细。我们展示了在UFG中的涡旋的形成和动力学中的陷阱的几何形状所起的关键作用，以及如何使用激光搅拌和相位印记来创建具有量子湍流开始的清晰签名的涡旋缠结。
2014-07-21 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
Monte Carlo Simulations of the Unitary Bose Gas
利用蒙特卡罗模拟研究了由$N$粒子通过两体方势阱相互作用形成的稀释均匀玻色气体的零温特性.我们调整的相互作用强度，以实现任意正值的散射长度和计算的Monte Carlo积分的能量每个粒子$E/N$和凝聚分数$N_0/N$的这个系统通过使用Jastrow的多体波函数，它避免了自约束基态的形成，而是描述了一个（亚稳态）的气体状态与均匀的密度。在么正性极限下，当散射长度发散时，原子间势的范围远小于原子间平均距离，我们发现每个粒子的能量（$E/N=0.70\ \hbar^2(6π^2n)^{2/3}/2m$，$n$的数密度）是有限的，凝聚分数（$N_0/N=0.83$）是相当大的.
2014-03-20 cond-mat.quant-gas
Universal Quantum Viscosity in a Unitary Fermi Gas
具有共振相互作用的原子组成的费米气体服从普适流体力学，其中剪切粘度和其他输运系数是密度和温度的普适函数。在低温下，粘度具有通用量子标度$\hbar n$，其中$n$是密度，而在高温下，自然标度是$p_T^3/\hbar^2$，其中$p_T$是热动量。我们采用呼吸模式阻尼来测量低温下的剪切粘度。在高温$T$，我们采用各向异性膨胀的云找到粘度，表现出精确的$T^{3/2}$标度。在这两个实验中，通用的流体动力学方程，包括摩擦和加热被用来提取粘度。我们估计的比例的剪切粘度的熵密度和比较的理想流体。
2011-02-01 cond-mat.quant-gas nucl-th
Density of states for the Unitary Fermi gas and the Schwarzschild black hole
量子系统的态密度可以从它的定义中计算出来，但在某些情况下，这种方法非常麻烦。或者，态密度可以从微正则熵或正则配分函数推导出来。在讨论这些程序之间的关系后，我们提出了一个简单的数值方法，这是等价的热力学极限进行勒让德变换，从亥姆霍兹自由能获得态密度。我们应用这种方法来确定酉费米气体的多体态密度，一个非常稀的系统的相同的费米子与发散的散射长度的相互作用。幺正费米气体是高度对称的，因为除了两个粒子之间的平均距离之外没有任何内部尺度，因此它的状态方程被称为普适的。在文章的最后一部分，我们用同样的计算方法，讨论了Schwarzschild黑洞的态密度的一些性质，它和酉费米气体一样，都有一个直接从态密度的定义中求出态密度的问题。
2023-01-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech gr-qc
Quantum critical transport in the unitary Fermi gas
有限温度T下幺正费米气体的热力学和输运性质受T=0和零密度的量子临界点控制。我们计算了高温量子临界区T>>| μ|发现这种强耦合量子流体接近于理想流体η/s= \hbar /（4πk_B）。使用一个受控的大N扩展，我们表明，已经在第一个非平凡的顺序的状态方程和谭接触密度C同意以及最近的实验测量和理论Luttinger-Ward和大胆的Diagrammatic Monte Carlo计算。
2012-07-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Constrained extrapolation problem and order-dependent mappings
考虑了将三维稀费米气体的微扰级数外推到无限散射长度的幺正极限和BEC区域的问题，利用现有的强耦合信息来约束外推问题.在这个受约束的外推问题（CEP）的目标是找到类的近似，给出良好的收敛结果已经为低扰动截断订单。首先，我们表明，标准的Padé和Borel方法是过于严格，给这个CEP令人满意的结果。最大熵外推法（MaxEnt）是Borel外推法的一种推广。然而，我们表明，MaxEnt需要广泛的阐述是适用于稀释的费米气体，因此在这种情况下是不实际的CEP。相反，我们提出了顺序依赖映射外推（ODME）作为一个简单的，实用的，和一般的CEP方法。我们发现，ODME近似的基态能量的稀释费米气体的映射选择的变化是强大的，并同意从量子蒙特卡罗模拟的结果在不确定性。
2021-04-23 cond-mat.quant-gas hep-ph nucl-th
On the viscosity to entropy density ratio for unitary Bose and Fermi Gases
利用基于S-矩阵的气体量子统计力学的一种新方法，计算了玻色气体和费米气体在幺正极限下的粘性与熵密度之比.在幺正极限下，散射长度发散，S矩阵等于-1。对于费米子情形，我们得到eta/s > 4.7倍于规范理论的AdS/CFT中提出的\hbar /4 pi k_B的下界，与最近的实验结果一致。对于玻色子的情况下，我们提出的证据表明，气体经历了一个强相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体的相变，是一个更完美的流体，与eta/s > 1.3倍的约束。
2011-07-08 cond-mat.quant-gas hep-th math-ph
Optimal control for unitary preparation of many-body states: application to Luttinger liquids
在冷原子系统中，通过幺正演化可以制备多体基态。给定初始状态和演化的固定时间，如果我们能及时调整哈密顿量，我们能得到多接近期望的基态？在这里，我们研究这个最优控制问题，重点是可调相互作用的Luttinger液体。我们表明，最佳协议可以通过模拟退火。我们发现，Luttinger液体的最佳相互作用强度可以有一个非单调的时间依赖性。此外，当准备时间与系统大小的比率$τ/L$超过临界值时，系统表现出显著的转变。在这种情况下，最优协议可以以几乎完美的精度准备状态。最优协议对动态噪声具有鲁棒性。
2011-05-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Finite-density corrections to the Unitary Fermi gas: A lattice perspective from Dynamical Mean-Field Theory
研究了在格点模型中密度降为零的稀幺正费米气体的普适状态。为此，我们研究了三种不同晶格中的吸引哈伯德模型的化学势、超流序参量和内能，这些晶格具有与三维自由空间中费米子相同的低能行为的态密度：一个立方晶格，一个半圆形DOS的贝特晶格，以及具有抛物线色散和确保DOS正常化的急剧能量截止的“格子气“。该模型使用动态平均场论求解，直接处理热力学极限和任意低密度，消除有限尺寸效应。在密度的顺序为一个费米子每个网站的晶格和它的具体形式占主导地位的结果。低密度极限的演变是平滑的，它不允许定义一个明确的低密度制度。这样的有限密度效应显着减少使用格子气，他们是最大的三维立方晶格。尽管由于自能和顶点函数的局部性质，动力学平均场论在密度为零的极限下必然会简化为更标准的静态平均场，但它与精确的蒙特卡罗模拟相比，可以达到后者所能达到的最低密度。
2009-09-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Stability Condition of a Strongly Interacting Boson-Fermion Mixture across an Inter-Species Feshbach Resonance
研究了单组分费米海中的稀玻色子通过宽玻色子-费米子费什巴赫共振的性质。混合物的稳定性要求玻色子之间的裸相互作用超过一个临界值，这是玻色子-费米子散射长度的普适函数，并在幺正区域表现出最大值。计算了共振态下的量子损耗、动量分布和玻色子接触参数。本文还讨论了从凝聚态到分子态费米气体的转变。
2011-04-23 cond-mat.quant-gas
