Unconventional superfluidity induced by spin-orbital coupling in a polarized two-dimensional Fermi gas
研究表明，在二维费米气体中，由人工光诱导规范场诱导的自旋轨道耦合可以完全恢复被布居不平衡抑制的超流性，导致非常规的超流态，要么具有拓扑Majorana费米子激发，要么在$p_{x}\pm ip_{y}$配对通道中分别显示出三重态与自旋上（下）分量的混合.我们自洽地计算了费什巴赫共振BCS侧的零温相图，并表明通过测量弱势阱中二维原子云的密度分布，可以揭示不同超流态之间的相变.
2011-10-11 cond-mat.quant-gas
A strongly interacting Sarma superfluid near orbital Feshbach resonances
本文研究了在三维空间中自旋-布居不平衡的强相互作用费米气体在轨道费什巴赫共振附近的超流配对的性质，它可以用两带或两通道模型很好地描述.我们发现，一个Sarma超流体与无隙单粒子激发有利于在大的不平衡的封闭通道。它对非均匀的Fulde \textendash Ferrell \textendash Larkin \textendash Ovchinnikov超流体的形成是稳定的，并且具有定义良好的Goldstone-Anderson-Bogoliubov声子模和大质量Leggett模作为低动量的集体激发。在大动量下，Leggett模消失，声子模在零温度下由于与粒子-空穴激发的耦合而变得阻尼。我们讨论了可能的实验观察到的一个强相互作用的超冷碱土金属费米气体的Sarma超流体。
2018-02-08 cond-mat.quant-gas
Topological semimetal and superfluid of s-wave interacting fermionic atoms in an orbital optical lattice
最近先进的实验实现的光晶格具有高度可调的几何形状开辟了新的制度，量子多体状态的物质，以前没有访问。在这里，我们介绍了一种基于量子力学的方法，利用光晶格的几何形状来系统地控制拓扑非平凡轨道杂化。这样的轨道混合导致一个意想不到的，但强大的拓扑半金属在单粒子水平的费米子原子气体。当考虑原子间s波吸引相互作用为费什巴赫共振调谐时，在有转动的情况下，得到了高Chern数拓扑超流态.这种状态支持手性边缘激发，体现了其拓扑性质。设计了一个实验实现方案，介绍了一种系统的方法，在几何标准光晶格之外实现轨道杂化拓扑相的新普适类（如Chern数为2）。
2021-01-11 cond-mat.quant-gas
Orbital Feshbach Resonance: A "Wide" Narrow Resonance for Higher Transition Temperature Fermi Superfluid
本文指出，最近理论预言和实验观测到的类碱土Yb-173原子中的“轨道费什巴赫共振“是一个能量窄的共振，而它的磁场强度却有几百高斯宽，利用了开、闭通道间的磁矩差很小的优点。因此，这是一个理想的平台，为实验实现强相互作用费米超流体与窄共振。结果表明，该系统中费米超流体的相变温度，特别是在BCS共振侧，甚至比宽共振时的相变温度还要高，这也是由于该共振的窄特性造成的.我们的研究结果将鼓励实验努力，实现费米超流体在碱土类Yb-173系统，其性质将是互补的广泛研究费米超流体附近的碱金属K-40和Li-6系统的宽共振。
2016-02-21 cond-mat.quant-gas
Collective Modes in a Two-band Superfluid of Ultracold Alkaline-earth Atoms Close to an Orbital Feshbach Resonance
讨论了碱土金属费米气体中接近于轨道费什巴赫共振的集体模。与通常的费什巴赫共振不同，碱土原子中的轨道费什巴赫共振实现了一个双带超流体系统，其中必须考虑开放和封闭通道的费米性质。我们发现，除了通常的Anderson-Bogoliubov模式，这对应于总密度的振荡，也出现了长期寻求Leggett模式，对应于两个通道之间的相对密度的振荡。详细讨论了声子模和Leggett模的存在及其演化。我们展示了这些集体模式是如何反映在系统的密度响应。
2016-06-29 cond-mat.quant-gas
Enhanced Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov and Sarma superfluid states near an orbital Feshbach resonance
研究了类碱土金属离子$^{173}$ Yb原子气体在零温下费什巴赫共振附近的非均匀Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）和均匀Sarma超流态.我们发现，在均匀空间中，通过调节开放通道的塞曼能$h_o$，自旋交换作用使Sarma和Fulde-Ferrell超流态都得到了极大的增强，而封闭通道的塞曼能$h_c$保持较小.在存在外部谐波陷阱的情况下，被困气体具有分离相的壳结构，其中Sarma相在柱积分动量分布中留下可检测的谷结构，并且Fulde-Ferrell状态获得增强的空间各向异性。由于这两个签名可以很容易地在飞行时间图像中检测到，我们的研究结果有助于在实验中同时实现和检测长期寻求的FFLO和Sarma超流状态。
2019-11-28 cond-mat.quant-gas
Linear response of heat conductivity of normal-superfluid interface of a polarized Fermi gas to orbital magnetic field
利用微扰Bogoliubov方程，研究了低温极化费米气体的正常-超流界面的热导率对弱轨道磁场的线性响应.我们考虑BCS制度的各种散射区域，并解析地获得在任意弱轨道场的透射系数和跨界面的热导率。对于一个明确的选择的字段，我们认为在BCS范围内的散射长度的各种值和数值计算得到的平均和物种不平衡的化学势的允许值。因此，考虑到Andreev反射，我们描述了热传导率是如何受场和物种不平衡的影响。特别是，我们表明，由于轨道场的额外的热导率增加的物种的不平衡，这是在较高的温度下更显着。我们的研究结果表明，如何可以控制导热性，这是有关敏感的磁场传感器/调节器在接口。
2011-10-03 cond-mat.quant-gas
Simulating the Palmer-Chalker state in an orbital superfluid
我们考虑了面心立方（FCC）光晶格中玻色子$s$和$p$轨道系统，预言了涨落诱导的不稳定性，该不稳定性指向电子自旋系统中最初提出的Palmer-Chalker态的轨道模拟.对于加载在FCC光晶格中的玻色子，单粒子谱具有四个简并带底，它们的磁矩在布里渊区形成四面体。在弱相互作用的制度，随后的多粒子基态，在经典水平上，根据自发产生的$p$ -轨道角动量通过真实和动量空间之间的Bravias-布洛赫对偶的四子晶格四面体超晶胞，是宏观退化的几何挫折。在经典基态上的涨落提升了它的简并度，并通过有序-无序机制选择了$p$ -轨道角动量的Palmer-Chalker有序作为量子基态.这些发现提出了在超冷原子气体中用其轨道对应物模拟帕尔默-查克态的令人兴奋的可能性。
2020-12-03 cond-mat.quant-gas
Superfluid properties of an ultracold Fermi gas with an orbital Feshbach resonance in the BCS-BEC crossover region
研究了具有轨道费什巴赫共振（OFR）的$^{173}$ Yb费米原子双带气体的超流性质。为了描述BCS-BEC交叉区域，我们包括与OFR相关的带间和带内配对相互作用引起的超流波动，通过将Nozières和Schmitt-Rink开发的强耦合理论扩展到超流相变温度以下的双带情况;然而，去除了实验无法达到的深束缚态的影响，以模拟OFR附近的真实$^{173}$ Yb费米气体。我们发现，在上部封闭通道的冷凝分数逐渐变得小于在下部开放通道，作为一个移动从强到弱耦合制度，因为OFR配对机制调谐的相互作用强度，通过调整两个带之间的能量差。然而，即使当封闭通道带的能量远高于开放通道带在弱耦合制度，超流序参量的大小在封闭通道中被发现仍然是可比的，在开放通道。作为其原因，我们指出了由OFR引起的带间相互作用的对隧穿效应。除了这些超流量，我们还研究集体模式，如戈德斯通模式，施密德（希格斯）模式，以及莱格特模式，以澄清他们如何出现在光谱权的对关联函数在每个波段。多带超流费米气体的实现是冷态费米气体物理中的一个关键问题，我们的研究结果将有助于对BCS-BEC交叉区中这类费米超流的基本认识.
2021-05-26 cond-mat.quant-gas
Orbital superfluidity in the $P$-band of a bipartite optical square lattice
哈伯德模型在光晶格中的成功仿真激发了世界范围内的努力，以扩展其范围，以捕捉更复杂、不完全理解的多体物理场景。不幸的是，对于玻色子，费恩曼的基本“无节点”定理在非常一般的情况下预测了一个正定的基态波函数，与感兴趣的多体系统的相关性有限。围绕费恩曼陈述的一个有希望的方法是考虑具有多于一维的光晶格中的更高能带，其中由于多个轨道取向而具有其固有各向异性的轨道自由度引起结构多样性，例如，在强相关电子物质领域中高度相关。在均匀的二维光晶格中，激发带的寿命可能在100毫秒的量级，但隧穿动力学似乎不支持跨维相干性。在这里，我们报告的第一个观察到的超流体的$P$ -带的二分光学正方形晶格的$S$ -轨道和$P$ -轨道排列在棋盘图案。这使我们能够在几十毫秒的寿命内建立完整的跨维度相干性。根据晶格的小的可调各向异性，我们可以实现具有不同取向的$P_x \pm P_y$或复值$P_x \pm i P_y$序参量的实值条纹超流序参量，这打破了时间反演对称性，类似于高温超导体中提出的$π$ -通量模型。我们的实验开辟了轨道超流体的领域，以光学晶格模型的调查。
2010-08-24 cond-mat.quant-gas
Quantum phase transition to unconventional multi-orbital superfluidity in optical lattices
轨道物理对于复杂凝聚态系统中的大量重要现象，如高温$_c$超导和非常规磁性，起着重要的作用。相比之下，超流体中的现象--特别是超冷量子气体--通常可以用最低轨道和实序参量来描述。在这里，我们报告了一个新的多轨道超流相的观察与{ \it复杂}序参量在二元自旋混合物。在这种非常规的超流体中，复序参量的局部相角在相邻的格点之间连续扭曲。这种扭曲的超流量子相的性质是实验中使用的六方光晶格的石墨烯类能带结构所青睐的p轨道的相互作用诱导的混合物。我们观察到正常超流（NSF）和扭曲超流相（TSF）之间的二阶量子相变，并伴随着动量空间中的对称性破缺。实验结果与计算的相图一致，并从根本上揭示了量子气体混合物中轨道超流性的新方面。我们的研究可能会弥合传统超流性和复杂的轨道物理现象之间的差距。
2011-04-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effective action approach to the p-band Mott insulator and superfluid transition
受最近光晶格p轨道带玻色子实验的启发，我们从理论上研究了二维莫特绝缘体的量子相位和超流性。该体系在弱相互作用下具有横向交错轨道流的超流相，在强耦合和公度填充下具有反铁轨道序的莫特绝缘体相.我们超越平均场论，并从微观模型中得出一个有效的行动，能够描述的p-带莫特绝缘和超流相强耦合。我们进一步计算了量子临界点附近的激发谱，发现在远离莫特瓣尖端处有两个无带隙模，而在尖端处有四个无带隙模。我们的有效理论揭示了相位相干峰是如何在接近临界点时在莫特区建立的。我们还讨论了p带超流性的有限温度相变。
2011-05-31 cond-mat.quant-gas
Intertwined Superfluid and Density Wave Order in a $p$-Orbital Bose Condensate
研究了外场作用下弱相互作用玻色气体的连续介质模型，其极小值形成三角格子。单粒子谱的第二低带（$p$ -带）在非零动量处有三个极小值。我们认为，在这些动量的亚稳玻色凝聚体，并发现，在存在的相互作用，变化缓慢的晶格间距，序参量空间是同构的$S^{5}$。我们发现，扩大的对称性导致拓扑稳定的旋涡的损失，以及两个额外的无间隙模式与二次色散。前一个特征意味着这种非阿贝尔凝聚体是一种“失败的超流体”，它不经历Berezinskiii-Kosterlitz-BKT转变。有序-无序分裂似乎受到抑制，这意味着$S^5$流形的特征应该在低温下可以观察到。
2018-12-22 cond-mat.quant-gas
First-order transition into a topological superfluid state in an atom-cavity system
Zentrum für Optische Quantentechnologien and Institut für Quantenphysik, Universität Hamburg（汉堡大学光学量子技术中心与量子物理研究所）
在原子-腔体系统中，通过调控高带凝聚体与腔体的耦合，实现一阶相变进入拓扑超流态。
2026-03-03 cond-mat.quant-gas
Time reversal symmetry breaking of $p$-orbital bosons in a one-dimensional optical lattice
我们研究了在一维光晶格中的玻色子，该晶格在每个位置具有双重$p$轨道简并。我们的数值模拟发现一个反铁磁轨道的p $_x$ +ip $_y$，一个均匀的p $_x$莫特绝缘体相和两种超流相区分的轨道顺序（反铁磁轨道和准轨道）。反铁轨道序破坏了时间反演对称性。实验观察到的证据预测的两个不同的超流相之间的相变。我们还发现，量子噪声测量能够提供时间反演对称性破缺在第一莫特阶段的具体证据。
2012-02-25 cond-mat.quant-gas
Bosonic Weyl excitations induced by $p$-orbital interactions in a cubic optical lattice
针对玻色体系中相互作用诱导Weyl点难以实现的问题，本研究提出在三维立方光学晶格中利用$p$轨道超流体的相互作用诱导时间反演对称性破缺，构造玻色型Weyl Bogoliubov激发，且该超流体支持受拓扑保护的边缘模。
2023-03-01 cond-mat.quant-gas
Interaction-induced chiral p_x \pm i p_y superfluid order of bosons in an optical lattice
在凝聚态系统中，非常规有序超导的研究由于其广泛的复杂性而变得复杂。光晶格以其特殊的精度和控制允许人们模拟超流性，避免了凝聚态物质的许多复杂性。实现非常规超流有序的一个有希望的方法是在更高的Bloch带中使用轨道自由度。在最近的工作中，发现凝聚在光学棋盘格第二能带中的玻色子可能具有p_x \pm ipy阶。在这里，我们提出的实验，提供了强有力的证据的出现的p_x \pm ipy秩序的相互作用驱动的本地p轨道。我们比较我们的观察与多波段哈伯德模型，并找到很好的定量协议。
2013-08-23 cond-mat.quant-gas
Strongly correlated Fermi superfluid near an orbital Feshbach resonance: Stability, equation of state and Leggett mode
通过在双带模型下发展一个定量的对涨落理论，我们从理论上研究了强关联$^{173}$ Yb费米气体在其轨道费什巴赫共振附近的超流相。我们研究了系统的密度激发谱，并确定了稳定相图。我们发现$^{173}$ Yb费米气体是本征亚稳的，并且由于它的单重散射长度很小，但为正，所以具有一个特殊的状态方程。由两个序参量的相对相位涨落引起的大质量Leggett模被严重阻尼。我们讨论的参数空间中的无阻尼Leggett模式可能存在。
2016-10-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Entangled Superfluids
研究了两种赝自旋$\frac{1}{2}$原子混合物的基态纠缠玻色-爱因斯坦凝聚（EBEC）的凝聚动力学. EBEC导致四个相互依赖的超流体分量，每个分量对应于与物种自旋分量相关的轨道波函数。这四种超流具有不同的对应关系，它们共同导致了一个守恒的总超流和一个守恒的总自旋超流。在齐次情形下，通过精确求解广义含时Bogoliubov方程，我们还得到了单粒子轨道波函数变化引起的元激发。有三个无隙Bogoliubov模式和一个Klein-Gordon类有隙模式。从系统对称性自发破缺的角度讨论了这些激发的起源。
2010-08-18 cond-mat.quant-gas
Quantum phases of $sp^2$-orbital bosonic gases in a hexagonal lattice
研究六角晶格中$sp^2$轨道玻色气体的量子相，发现手性超流体、手性莫特绝缘体及时间反演偶绝缘相等多体相，并通过轨道交换模型和能带计算揭示其机制与实验可行性。
2023-05-11 cond-mat.quant-gas
Formation and detection of a chiral orbital Bose liquid in an optical lattice
最近对$p$轨道原子玻色子的实验表明，在光晶格中出现了一种壮观的具有交错轨道流的超冷超流体。这就提出了一些基本问题，比如集体热涨落的影响，以及如何直接观察这种手性顺序。在这里，我们通过蒙特卡罗模拟表明，热波动在一个意想不到的两步过程中破坏这种超流体，揭示了一个中间正常阶段自发打破时间反演对称性，被称为“手性玻色液体”。对于整数填充（$n\geq 2$）的手性Mott制度，热涨落被有效轨道伊辛模型捕获，并采用Onsager的强大精确解来确定高温下从中间液体到准轨道正相的转变.一个合适的晶格淬火被设计成将交错的角动量，以前认为很难直接探测到的专家，到相干轨道振荡，提供一个吸烟枪签名的手征顺序。
2013-09-02 cond-mat.quant-gas
Generating Giant Vortex in a Fermi Superfluid via Spin-Orbital-Angular-Momentum Coupling
在最近的玻色-爱因斯坦凝聚体实验中已经实现了自旋-轨道-角动量（SOAM）耦合[Chen等人，物理修订信函121，113204（2018）和Zhang等人，物理修订版信函122，110402（2019）]，其中印在玻色子上的轨道角动量导致量子化涡旋。对于费米子来说，这种奇异的合成规范场可以为迷人的配对方案和丰富的超流体相提供肥沃的土壤，这些都有待探索。在这里，我们展示了SOAM耦合如何通过一种独特的机制，可以被视为角度模拟费米表面变形下的自旋-轨道耦合诱导的富尔德-费雷尔态的费米超流体中的涡旋稳定。值得注意的是，涡旋的大小与产生SOAM耦合的拉曼激光器的束腰相当，这通常比以前在费米超流体中观察到的涡旋大得多。这些巨涡旋态具有可调的尺寸和核心结构，为费米超流体中的拓扑缺陷提供了前所未有的实验途径。
2021-01-04 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
Spin - orbital-angular-momentum coupling in Bose-Einstein condensates
自旋轨道耦合（SOC）在物理学的许多分支中起着至关重要的作用。在这种背景下，最近实验上实现了超冷原子的自旋与线动量之间的耦合，为探索新的自旋相关超流体物理开辟了一条全新的途径。本文提出利用高阶拉盖尔-高斯激光束诱导原子两个超精细自旋态之间的拉曼耦合，可以实现超冷原子的另一个重要而基本的自旋-轨道角动量耦合（SOAM）.研究了环阱上SOAM耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的基态相图，并探讨了其在引力探测中的应用。我们的结果为进一步研究由SOAM耦合引起的有趣的超流物理，如集体激发提供了基础。
2015-06-23 cond-mat.quant-gas
Superfluid phases and excitations in a cold gas of d-wave interacting bosonic atoms and molecules
基于轨道调谐费什巴赫共振实验的最新进展，我们分析了d波相互作用玻色气体的基态相图和相关的低能激发谱。采用具有d波对称相互作用和背景s波相互作用的双通道模型来描述气体。基态表现出三个有趣的相：原子、分子和原子-分子超流。与先前已知的p波情形显著不同的是，在目前的d波情形中，原子超流体被发现是动量无关的。Bogoliubov谱以上每个超流相的解析和数值计算。
2020-01-13 cond-mat.quant-gas
Evidence of Potts-Nematic Superfluidity in a Hexagonal $sp^2$ Optical Lattice
由于在液相和晶相之间有一个双相液晶，它在保持平移对称性的情况下打破了旋转，因此有一个双相超流相桥接了超流和超固体。电子相互作用中也会出现这种有序，并且发现它在很大程度上与高温超导中的多轨道关联相互干扰，其中伊辛向列性来自四重旋转对称性$C_4$分解为$C_2$。本文报道了在一个由$sp^2$ -轨道杂化模型描述的六角光晶格的激发带中加载的冷原子系统中观察到的三态（$\mathbb{Z}_3$）量子有序，称为“Potts-nematicity”.这种Potts-Schottky量子态自发地打破了晶格的三重旋转对称性，与伊辛向列性在性质上不同。我们的场论分析表明，Potts-Bottom顺序是稳定的复杂的重正化效应，使强大的轨道间的混合存在于六方晶格。这一发现为研究多轨道原子超流体中的量子残留序铺平了道路。
2021-01-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Observation of 2D Mott insulator and $π$-superfluid quantum phase transition in shaking optical lattice
该研究利用振动光晶格耦合 $s$ 与 $p_{x,y}$ 轨道，实验观测到二维 Mott 绝缘体向在 $(π,π)$ 动量凝聚的 $π$ 超流体的量子相变。
2023-06-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Edge current and orbital angular momentum of chiral superfluids revisited
手征超流体中的库珀对携带相对轨道角动量（OAM）的量子化单位。对二维手征超流体的本征OAM密度或宏观OAM的各种预测相差几个数量级，这构成了所谓的角动量粒子。在此基础上，我们进一步证实了BCS极限下二维手征超流体中单粒子边缘电流和OAM的半经典Bogoliubov-de Gennes理论。该分析为非p波手征超流体（如$d+id$）在刚性势场中的OAM消失提供了一个简单直观的理解。当推广到各向异性手征超导体和三维手征超流体时，该理论同样得到了准确的描述。我们还提出了一个详细的数值研究的手征相的BEC极限。我们的研究表明，在BCS和BEC阶段的相对OAM的个别库珀对有助于总OAM加性，并在这两个阶段的相应的宏观OAM密度分布是本地化的边界。
2020-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Two-component atomic Fermi superfluid with spin-orbital coupling in thin spherical-shell geometry
该研究建立薄球壳中SOC作用下双组分费米超流体理论，分析BCS–BEC渡越中的能谱、状态方程与压缩率扭折，揭示超流配对、SOC和几何结构的共同效应。
2025-05-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fulde-Ferrell Superfluids without Spin Imbalance in Driven Optical Lattices
自旋不平衡的超冷费米气体作为探索Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov超流体相的一个平台，近年来得到了广泛的研究，但迄今为止还没有确凿的证据.本文提出在三维费米冷原子光晶格中实现无自旋不平衡的Fulde-Ferrell（FF）超流体，其中晶格的$s$ -和$p$ -轨道带通过另一个弱移动光晶格耦合。这样的耦合导致自旋无关的非对称费米面，它与两个自旋之间的$s$ -波散射相互作用一起，产生FF型超流配对。与传统方案不同，我们的方案不依赖于自旋不平衡（或等效的塞曼场）诱导费米表面失配，并提供了一个全新的实现FF超流体的路线。
2016-03-30 cond-mat.quant-gas
Two-band atomic superfluidity in the presence of an orbital Feshbach resonance
本文研究了轨道Feshbach共振下碱金属类费米原子系统的双带超流性质，通过平均场近似获得了BCS-BEC交叉的精确解析解，为未来实验和理论研究提供基准并深化对双带超导体的理解。
2024-09-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
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
Topological Fulde-Ferrell Superfluids in Triangular Lattices
Fulde-Ferrell（FF）和Larkin-Ovchinnikov（LO）相是在强磁场中超导体或超流体中出现的。随着超冷原子系统实验的发展，拓扑FFLO相也被提出，因为它是可实现的自旋轨道耦合（SOC）的自然结果。通过构造相图，我们证明了它可以产生具有陈数、$C=\pm1$和$C=-2$的拓扑FF态.我们通过Pfalan符号的变化来确定相界。不同拓扑FF相位的手征边缘状态也得到了阐明。
2017-01-16 cond-mat.quant-gas
Probing non-Abelian statistics of Majorana fermions in ultracold atomic superfluid
我们提出了一个实验，直接探测非阿贝尔统计的马约拉纳费米子编织它们在一个s波超流体的超冷原子。我们表明，不同的编织操作顺序给出正交输出状态，可以通过拉曼光谱进行区分。在s波超流体中实现Majorana束缚态需要强的自旋轨道耦合和垂直方向的可控塞曼场。我们提出了一个简单的激光配置来产生人工自旋轨道耦合和所需的塞曼场的暗态子空间。
2011-01-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Majorana modes and $p$-wave superfluids for fermionic atoms in optical lattices
我们提出了一个简单的方法来创建一个强大的$p$波相互作用的费米子在光晶格。关键的一步是，具有不同轨道状态的晶格设置和$s$ -波相互作用的组合可以引起强烈的诱导$p$ -波配对。我们确定不同的拓扑阶段，并证明该设置提供了一个自然的方式来探索从Kitaev的马约拉纳线过渡到二维$p$波超流体。我们演示了这种设计如何在光晶格中的边缘位错处诱导Majorana模，并且我们提供了一种实验上可行的非阿贝尔统计观测协议。
2014-03-03 cond-mat.quant-gas
Two-band superfluidity and intrinsic Josephson effect in alkaline-earth Fermi gases across an orbital Feshbach resonance
我们首先证明了控制碱土Yb-173费米气体通过最近实现的轨道费什巴赫共振的物理性质的多体哈密顿量与具有接触相互作用的双带s波超导体的多体哈密顿量完全相似：即，即使自由粒子带之间具有可调的能量偏移，并且通过约瑟夫森型吸引带间对散射耦合，带内相互作用也具有完全相同的强度。然后，我们在BCS平均场近似中引入了两个带内序参量，并研究了它们的同相和异相之间的竞争（即，所谓的π相）溶液在零温度下的整个BCS-BEC演化中。
2016-07-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Injection of orbital angular momentum and storage of quantized vortices in polariton superfluids
我们报告的实验研究和理论建模的旋转极化激元超流体依赖于一个创新的方法注入角动量。这种新颖的多泵浦注入方法使用四个相干激光器排列成正方形，共振地产生四个向内传播的极化激元种群。对超流的传播方向的控制允许注入可控的非量化量的光学角动量。当中心的密度低到足以忽略极化激元-极化激元相互作用时，与干涉图样相关的光学奇点在相位中可见。在强非线性极化激元-极化激元相互作用产生的超流区，干涉图样消失，只有同号涡旋存在。值得注意的是，可以通过控制由泵注入的角动量来控制超流区域内的涡流的数量。
2016-04-18 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Observing Chiral Superfluid Order by Matter-Wave Interference
通过自发形成手征序而导致的时间反演对称性破缺在自然界中是普遍存在的。在这里，我们提出了一个明确的演示这种现象的原子玻色爱因斯坦凝聚在第二布洛赫带的光晶格。作为一个关键的工具，我们使用的物质波干涉技术，它可以让我们直接观察的超流序参量的相位特性，并允许我们重建的空间几何形状的某些低能量激发，与不同的手征域的形成。我们的工作标志着光晶格的新时代，其中轨道自由度对于奇异量子物质的形成起着至关重要的作用，类似于电子系统。
2015-03-09 cond-mat.quant-gas
Transition from Band insulator to Bose-Einstein Condensate superfluid and Mott State of Cold Fermi Gases with Multiband Effects in Optical Lattices
我们研究了两种由光晶格中的双组分费米气体实现的模型。阐明了当系统从弱束缚分子玻色子区域过渡到强束缚原子玻色子区域时，由光晶格不可避免地引起的多带效应产生了丰富的结构.在这里，交叉可以通过吸引费米子相互作用来控制。目前的模型之一是有吸引力的费米子相互作用的情况下，绝缘体超流体的转变发生。该转变的特征在于带绝缘体和玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）超流态之间的转变。与传统的BCS超流相变不同，这种相变具有非常规的性质。与传统BCS跃迁中由超流序参量标度的单粒子激发能隙不同，由于多带效应，尽管超流序从零开始连续增长，但在整个跃迁过程中，单粒子态密度能隙仍然很大.另一个反常现象是温度降低时的再入相变。另一个模型是吸引力和排斥力共存的情况。在平均场处理中，我们发现了一个新的绝缘态，轨道有序绝缘体。这种绝缘体是分子玻色子的莫特绝缘体的候选者之一，也是分子玻色子轨道内自由度明确出现的第一个例子。除了新相的出现之外，还出现了共存相，其中仅通过掺杂空穴或粒子就可以使超流性和轨道有序共存。绝缘和超流粒子在动量空间中表现出分化，如在高Tc铜酸盐超导体中。
2009-09-10 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Fluctuation-based evidence for number--phase dynamics in a frustrated orbital superfluid
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Hainan University（海南大学）
该研究通过测量p轨道三角晶格超流体的模式分辨涨落，揭示了阻挫轨道超流体中对隧穿诱导的数-相动力学，确立了模式分辨涨落测量作为相关量子流体的探测手段。
2026-08-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Effective p-wave interaction and topological superfluids in s-wave quantum gases
冷原子中的p波相互作用可能产生奇异的拓扑超流体。然而，在冷原子系统中实现p波相互作用在实验上具有挑战性。本文提出了一种在传统的$s$-波相互作用量子气体中合成有效的$p$ -波相互作用的简单方案。其核心思想是将原子加载到自旋相关的光晶格势中。通过两个涉及自旋为1/2的费米子的具体例子，我们展示了如何将原系统映射到一个描述无自旋费米子与最近邻p波相互作用的模型，该模型的基态可以是拓扑超流体，在适当的条件下支持Majorana费米子.我们的方案的优点是不需要自旋轨道耦合或将原子加载到更高轨道上，而这是在$s$波量子气体中合成有效的$p$波相互作用的关键，并可能为实现$p$波拓扑超流体提供一条全新的途径。
2016-03-30 cond-mat.quant-gas
Floquet FFLO superfluids and Majorana fermions in a shaken fermionic optical lattice
Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）超流体（有限动量的Cooper对）和Majorana费米子（MFs）（非阿贝尔交换统计的准粒子）是近几十年来研究的两个热点，但至今尚未在任何物理系统中找到明确的实验证据。我们指出，最近实验上实现的冷原子振动光晶格为实现FFLO超流体和微流体提供了一条新的途径。通过调整振动晶格参数（振动频率和振幅），可以产生晶格的s轨道和p轨道之间的各种耦合（表示为伪自旋）。我们发现，倒置的s-和p-带色散，工程赝自旋耦合，和有吸引力的原子相互作用的组合，自然允许观察FFLO超流体以及在不同的参数区域的MF。虽然没有相互作用的系统是一个拓扑绝缘体（TI）的边缘状态，超流体中的MF可以被发现是在导带或价带，区别于以前的TI为基础的计划，利用带隙内的边缘状态。
2014-08-25 cond-mat.quant-gas
Vortex-lattice structures in rotating Bose-Fermi superfluid mixtures
本文利用无轨道密度泛函理论研究了旋转$^{41}$K-$^{6}$Li超流体混合物中涡旋数量形成的反常行为，验证了方法有效性，并预测了新颖的玻色-费米涡旋结构及其间的吸引相互作用。
2023-09-16 cond-mat.quant-gas
Exotic phases of interacting p-band bosons
我们研究了二维光晶格中占据第一激发p带态的相互作用玻色子模型。与研究较多的单带玻色-哈伯德哈密顿量相比，这个更复杂的模型允许与非零动量和轨道角动量的交错顺序的凝聚相关联的非平凡的超流体相，以及超流体-莫特绝缘体过渡。更具体地说，我们观察到交错的轨道角动量顺序在莫特阶段在相称的填充和超流性在所有密度。我们还观察到交错角动量超流相和条纹超流之间的过渡，沿一个方向交替的超流相。在最近的实验中观察到这两个阶段之间的过渡，然后定性地很好地描述了我们的模型。
2013-04-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Trapped $^{173}$Yb Fermi gas across an orbital Feshbach resonance
从轨道费什巴赫共振的双带描述出发，在囚禁势为局域密度近似和带内Cooper对为平均场近似的假设下，研究了囚禁$^{173}$ Yb费米气体的超流性质.特别地，我们研究了由带间失谐能引起的对断裂效应与由温度同时引起的对断裂和热展宽效应之间的竞争和相互作用。我们预测了几个实验签名，直接由这种相互作用，包括超流和正常相的空间分离的陷阱内，并可能在探测这些系统中的双带超流性发挥决定性作用。
2017-01-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hall viscosity, orbital spin, and geometry: paired superfluids and quantum Hall systems
霍尔粘度，一个类似于霍尔电导率的非耗散输运系数，被认为是量子流体在带隙或拓扑相。我们中的一个人在以前的工作中发现的每个粒子的平均轨道自旋的关系是阐明的帮助下的例子，使用剪切变换和旋转的几何。对于磁场中的非相互作用粒子，有几种方法可以得出结果（即使在非零温度下），包括标准线性响应理论。参数的量化，和鲁棒性的霍尔粘度保持旋转不变性的哈密顿量的小变化，给出。绝热输运的数值计算进行检查量子霍尔系统的预测，与试验状态的良好协议。静态结构因子中的系数k^4也被考虑，并且被证明与轨道自旋精确相关，并且对旋转不变系统中的扰动也具有鲁棒性。
2011-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Four-coloring model and frustrated superfluidity in the diamond lattice
本文提出了一个新的四色模型来描述金刚石光晶格中$p$带玻色子的“受抑超流性”。超流相的凝聚体波函数的钻石晶格键映射到四个不同的颜色在低温下。宏观数量的状态满足四个不同颜色的键在同一位置相遇的约束，这一事实导致了超流基态在经典水平上的广泛简并。我们证明了超流波函数的相位以及轨道角动量相关性在退化流形中表现出幂律衰减，该退化流形由具有三个独立通量场的紧急静磁理论描述。因此，我们的研究结果提供了一个新的例子，临界超流相的代数顺序在三维空间。我们进一步表明，量子涨落有利于Néel有序的轨道角动量与破缺的亚晶格对称性通过有序无序机制。
2013-12-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
p-Wave Resonant Bose Gas: A Finite-Momentum Spinor Superfluid
我们证明了两种玻色子原子通过p波费什巴赫共振相互作用的简并气体（如在，例如，85 Rb-87 Rb混合物）表现出有限动量原子-分子超流体（AMSF），分别在大的负失谐和正失谐下被分子p波（轨道旋量）超流体和s波原子超流体夹在中间。磁场可以用来调谐AMSF态的调制波矢，以及驱动这个富系统中的量子相变。
2009-08-31 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Molecular state in a spin-orbital-angular-momentum coupled Fermi gas
研究了费米子自旋轨道角动量耦合量子气体中的两体束缚态。两种不同的配置被认为是：一个有吸引力的$s$波相互作用存在于两个自旋物种之间的SOAM耦合;和一个原子与SOAM耦合的内部自旋与另一个原子的状态选择性相互作用。对于这两种情况，我们确定了有限总角动量分子态出现的条件，这些量子化总角动量的分子态对应于相应费米超流体中SOAM耦合诱导的涡旋。我们建议用拉盖尔-高斯激光通过拉曼光谱检测分子。由于分子态可以在超流温度以上形成，它们为SOAM耦合下的潜在配对机制的研究提供了一条实验上更容易获得的途径。
2022-03-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Rotating quantum turbulence in the unitary Fermi gas
量子化涡旋在旋转的超流体中携带角动量，是量子湍流现象的关键。超冷原子技术的进步使量子湍流能够在实验和理论控制的情况下进行研究，而不像超流氦实验的原始背景。虽然玻色子系统已经做了很多工作，但对费米子量子湍流的详细研究才刚刚起步，尽管它广泛适用于其他背景，如旋转的中子星。在本文中，我们提出了第一个大规模的研究量子湍流在旋转的费米子超流体使用一个精确的轨道为基础的含时密度泛函理论（DFT）称为超流体局域密度近似（SLDA）。我们确定了两种不同的模式的湍流衰减的旋转费米子超流体的动力学平衡，并将这些结果与一个计算简单的无轨道DFT，我们发现可以定性地再现这些衰变机制，如果明确包括耗散。这些结果表明，费米子超流体固有的单体耗散机制起着关键作用区分费米子玻色子湍流，但也表明，更简单的无轨道理论可能会被纠正，使这些更有效的技术可以用来模拟扩展的物理系统，如中子超流体在中子星。
2022-01-14 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
Atomic-superfluid heat engines controlled by twisted light
School of Physics and Astronomy, Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院物理与天文学院）
本研究提出利用扭曲光控制的量子热机，通过调节轨道角动量实现热机效率的可逆切换与优化。
2026-02-01 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Rotation-symmetry-enforced coupling of spin and angular momentum for p-orbital bosons
电子的内禀自旋角动量耦合具有相对论量子起源，其耦合产生于带电轨道，不携带到电荷中性原子。本文提出了一种自旋角动量耦合的自发产生机制，即自旋原子玻色子被加载到二维光晶格的$p$轨道带中。这种自旋角动量耦合源于超流体中的多体关联和自发对称性破缺，其关键成分归因于自旋通道量子涨落和近似旋转对称性。由此产生的自旋角动量纠缠超流体具有狄拉克激发。在相邻位点存在化学电势差的情况下，它提供了一种玻色子类似物，是一种受保护的拓扑绝缘体。通过动力学平均场计算，发现这种新的超流体是一种普通的低温相，并且只有在强相互作用和偶数整数填充时才让位于Mott局域化.我们表明，达到这个顺序的温度是可用目前的实验。
2018-08-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Vortex precession in trapped superfluids from effective field theory
我们应用最近发展的有效的弦论的涡线的情况下，二维被困超流体。我们不假设一个微扰的微观描述的超流体，但只有一个梯度展开的长距离流体动力学的描述和捕获的潜力。对于任意规则的捕获势，我们计算了超流密度与偏心涡旋的轨道频率和轨迹的空间依赖性。我们的结果是完全相对论性的，并在非相对论性的限制减少到已知的结果的基础上的Gross-Pitaevskii模型。在我们的形式主义中，在非相对论极限的主导作用产生于两个简单的费曼图，其中涡旋通过流体动力学模式的交换与捕获势相互作用。
2017-09-06 cond-mat.quant-gas hep-th
Superfluid to Bose-glass transition of hard core bosons in one-dimensional incommensurate optical lattice
研究了一维无公度光晶格中强排斥玻色气体的超流到Anderson绝缘体的转变。在硬核极限下，玻色-费米映射使我们能够用精确的数值方法来精确地处理系统。在Aubry-André模型的基础上，研究了硬核玻色子系统从超流相到玻色玻璃相的相变，随着无公度势强度的增加，单粒子态扩展到Anderson定域的玻色玻璃相.我们计算了超流分数、单粒子密度矩阵、动量分布、自然轨道及其占据。这些物理量都表明系统存在从超流到绝缘体的相变。
2009-11-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Revealing Majorana Fermion states in a superfluid of cold atoms subject to a harmonic potential
本文研究了自旋轨道耦合和附加谐振子势作用下冷原子s波超流体中的Majorana费米子态。超流边界是由一个谐波势阱诱导的。基于自洽的Bogoliubov-de Gennes方程，数值计算了两个局域分离的Majorana费米子态。计算了局域态密度，通过局域态密度可以从实验上反映出Majorana激发的特征。
2012-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
