Superfluid density of states and pseudogap phenomenon in the BCS-BEC crossover regime of a superfluid Fermi gas
本文研究了超流费米气体在BCS-BEC过渡区的单粒子激发和强耦合效应。包括相位和振幅波动的超流序参量内的$T$ -矩阵理论，我们计算的超流态密度（DOS），以及单粒子的光谱重量，在整个BCS-BEC交叉区域低于超流转变温度$T_{\rm c}$。我们阐明了如何在正常状态下的赝间隙演变成超流间隙，通过$T_{\rm c}$。在弱耦合BCS区，DOS中的赝能隙继续演化为超流能隙，而在$T_{\rm c}$以下赝能隙消失后，DOS中的交叉区出现超流能隙.在相对于温度和相互作用强度的相图中，我们确定了强配对波动主导系统的单粒子性质的区域。我们的结果将有助于研究超流费米气体的BCS-BEC过渡区中的强耦合现象。
2010-07-22 cond-mat.quant-gas
Superfluidity in density imbalanced bilayers of dipolar fermions
研究了非平衡偶极费米子双层膜的零温相图。考虑两层垂直排列的全同偶极子，研究了不同层间距和平均密度下粒子数不平衡对基态相位的影响。层间相互作用的吸引部分可以导致BEC-BCS交叉和两层之间的费米表面失配导致有趣的均匀和非均匀超流相，我们在这里使用BCS平均场论与超流质量密度准则一起研究。密度不平衡减少了配对间隙。在低密度下，系统在交叉的BEC侧，这种减少是相当平滑的，而稠密系统在中等密度偏振下迅速变得正常。稳定均匀的超流性预测出现在相图时，偶极子的长度超过层间距和偶极子之间的平均层内距离，一个制度，这应该是很容易获得的实验。这种均匀的超流体相在中等密度和层间距下变得不稳定。我们还研究了这些均匀和不均匀的超流相生存时，层内屏蔽的影响也纳入形式主义。
2017-04-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Magnon BEC and Spin Superfluidity: a 3He primer
玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）是一种形成集体量子态的量子现象，其中宏观数量的粒子占据最低能态，因此受单个波函数支配。在这里，我们强调的BEC在磁子系统-磁振子的BEC，基本磁激发。磁振子BEC表现为旋进自旋的自发涌现态，其中所有自旋即使在非均匀磁场中也以相同的频率和相位旋进。我们以$^3$ He超流相的自旋旋进为例来考虑这种现象。这些相中的磁振子BEC具有自旋超流性的所有性质。相位相干旋进态属于相干量子态的范畴，它通过超流、超导、量子霍尔效应、约瑟夫森效应等宏观量子现象表现出来。
2009-04-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con hep-ph
Trap and population imbalanced two-component Fermi gas in the BEC limit
利用局域密度近似（LDA）研究了零温下等质量布居不平衡的具有不等陷阱频率$(ω_{\uparrow} \neq ω_{\downarrow})$的双组分原子费米气体.我们考虑了极化（无隙）超流体稳定的强吸引玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）极限。该体系具有壳层结构：未极化的SF $\to$极化的SF $\to$正常的N。与陷阱对称情况相比，当大部分组分被紧密限制时，无隙超流壳层的尺寸增大，导致阈值极化降低，形成极化（无隙）超流核。相反，当少数组分被严格限制时，我们发现超流相主要是非极化超流相，无间隙相形成窄壳层。在不同的陷阱不对称值的极化函数的壳层半径的各种阶段，并解释了使用相图的功能。
2009-09-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Renormalization of the superfluid density in the two-dimensional BCS-BEC crossover
本文分析了二维超冷碱金属原子气体在Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）到玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）交叉中的超平均场状态方程的理论推导。我们表明，在零温度下，我们的理论-考虑高斯波动的平均场状态方程-是非常好的协议与实验数据。随后，我们研究了有限温度下的超流密度及其由于涡旋-反涡旋对的增殖而引起的重整化。通过这样做，我们确定了Berezinskiii-Kosterlitz-无边界（BKT）临界温度-在该温度下，重整化超流密度跳到零-作为原子间势强度的函数。我们发现，Nelson-Kosterlitz标准高估的BKT温度相对于重整化群方程，这种效果是特别相关的中间政权的交叉。
2017-10-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Equation for the superfluid gap obtained by coarse graining the Bogoliubov-de Gennes equations throughout the BCS-BEC crossover
通过对Bogoliubov-de Gennes（BdG）方程在BCS-BEC交叉过程中进行适当的粗粒化，推导出了超流费米系统能隙参数的非线性微分方程，目的是用这个新方程的简单解代替原来BdG方程的耗时解.我们进行了一个有利的数值测试，这个新方程的有效性在大多数的温度耦合相图，通过明确的比较与原来的BdG方程的完全解决方案的一个孤立的漩涡。在接近临界温度的弱耦合下，新方程退化为Ginzburg-Landau方程库珀对在低温下，新方程退化为Gross-Pitaevskii方程.
2014-02-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Induced interactions in a superfluid Bose-Fermi mixture
我们分析了在整个BCS-BEC转换过程中，玻色-爱因斯坦凝聚体与超流双组分费米气体的混合。用准粒子无规相近似结合Beliaev理论分别描述费米超流和玻色-爱因斯坦凝聚，我们证明了费米气体的单粒子和集体激发引起玻色子之间的诱导相互作用，这种相互作用随动量和频率的变化而强烈变化.它发散的费米超流体的声音模式，导致在一个尖锐的避免交叉功能和相应的符号变化的相互作用能移动的激发谱的BEC。此外，费米超流体中准粒子的激发导致BEC中激发的阻尼。除了研究诱导相互作用本身，这些显著的效应可以用来系统地探测强相互作用的费米气体。
2015-05-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
The Compressibility in Strongly Correlated Superconductors and Superfluids: From BCS to BEC
本文从理论上研究了具有吸引接触相互作用的费米气体的压缩性$κ$，并对强吸引区和超流相进行了预测。我们的工作强调的压缩性和规则和规范不变性的限制$κ$，我们如何在一个特定的$t$矩阵的方法，这些可以满足在正常阶段时，没有近似。为了便于处理，必须引入近似，并且认为$κ$的数学方法比基于关联函数的方案更可靠。与文献中的其他研究相比，我们提出了热力学计算的$κ$，这些产量半定量协议与实验，并提供物理洞察通过量子蒙特卡罗模拟获得类似的结果。
2013-06-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Cooper pairing and BCS-BEC evolution in mixed-dimensional Fermi gases
类似于最近用玻色-玻色混合物所实现的[Lamporesi等人，物理修订版信函104，153202（2010）]，混合维费米-费米混合物可以通过将物种选择性一维光晶格应用于两物种费米气体（$σ\equiv \{\uparrow, \downarrow \}$）来产生，使得只有一个物种感受到晶格势并被限制在准二维几何形状，而对另一个物种具有可忽略的影响，即使其成为三维的。研究了这类混合物在BCS-BEC演化过程中的超流基态相图，发现了正常区、有隙区、无隙区和相分离区。特别地，我们发现了一个稳定的无隙超流相，其中未成对的$\uparrow$和$\downarrow$费米子与成对的（或超流）费米子共存于不同的动量空间区域。这个相在某些方面类似于在密度不等的混合物中发现的Sarma态，但在我们的情况下，无间隙超流相是非极化的，最重要的是它对相分离是稳定的。
2010-10-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
BEC-BCS crossover and the mobility edge: superfluid-insulator transitions and reentrant superfluidity in disordered Fermi gases
一个超流绝缘体过渡是已知的发生在强烈无序的费米气体，在BCS和BEC制度，在这里，我们解决跨BEC-BCS交叉的这种过渡的属性。我们认为，临界无序强度在失去超流性的变化与失谐的非单调费什巴赫共振，并出现一个重入超流相附近的费米迁移率边缘失谐。我们的中间制度的分析是定量有效的窄共振和近四维，并提供了一个简单的物理图片，这一制度，在两个不同的，但共存的绝缘体。
2012-12-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Temperature dependence of the pair coherence and healing lengths for a fermionic superfluid throughout the BCS-BEC crossover
我们计算的对关联函数和序参量关联函数，探测，分别，对内和对间的费米气体与吸引粒子间相互作用的相关性，在一个图形的方法作为一个函数的耦合在整个BCS-BEC交叉和温度，无论是在超流和正常相的临界温度$T_{c}$。从这个计算中得到的几个物理量，包括对相干性和愈合长度，谭氏接触，交叉温度$T^{*}$以下的对间的相关性开始建立在正常阶段，和签名的基础费米表面的消失，倾向于生存，尽管配对相关。最近的实验数据的正常相干长度的温度依赖性提取的邻近效应测量高温（铜酸盐）超导体的连接也。
2014-06-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Polaronic effects of an impurity in a Fermi superfluid away from the BEC limit
本文将费米超流体中杂质与Bogoliubov激发态气体的相互作用映射到BEC中杂质的极化子问题上，研究了Bogoliubov激发态气体与杂质的相互作用。BEC-BCS交叉区的费米超流体的描述是基于最近发展的有效场论，在[Eur. J. B 88，122（2015）]，并为我们提供了Bogoliubov激发的相互作用相关色散关系。极化子耦合常数$α$和极化子的有效质量的行为进行了检查，在一个宽窗口的BEC-BCS交叉。
2016-04-04 cond-mat.quant-gas
Superfluidity and BEC in a Model of Interacting Bosons in a Random Potential
本文对随机势场中相互作用玻色子的一维多体基态下的玻色-爱因斯坦凝聚体的超流性质进行了严格的数学分析。
2015-12-22 cond-mat.quant-gas
Shapiro steps of superfluid Fermi gases in a ring trap across the BCS--BEC crossover
Tokyo University of Science（东京理科大学）
研究超流费米气体在环形陷阱中受移动势垒影响的输运性质，通过时间依赖的Bogoliubov-de Gennes方程模拟约瑟夫森结的动态，发现不同相互作用强度下出现清晰的低阶Shapiro步平台，揭示了相互作用在非平衡相动态中的作用。
2026-09-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Josephson effect in fermionic superfluids across the BEC-BCS crossover
本文报道了两种强相互作用的费米子超流体通过薄的隧道势垒耦合时的约瑟夫森效应。我们证明了相对布居数和相位是正则共轭的动力学变量，在从分子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）到Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）超流体的整个交叉过程中，它们都是相干振荡的。我们测量的等离子体频率，我们提取的约瑟夫森耦合能量，都表现出一个非单调的行为，最大值附近的交叉制度。我们还观察到从相干到耗散动力学的过渡，我们直接归因于通过超流体的旋涡的传播。我们的研究结果突出了共振超流体的鲁棒性，打开了大门，在强关联和波动的存在下的超流体费米系统的动力学研究。
2015-08-04 cond-mat.quant-gas
Superfluidity of Bose-Einstein condensates in ultracold atomic gases
长期以来，液氦4一直是实验中唯一可用的玻色子超流体。1995年，随着超冷原子气体中玻色-爱因斯坦凝聚的实现，一种新的超流体诞生了。液氦4是强相互作用的，没有自旋;几乎没有办法改变它的参数，如相互作用强度和密度。新的超流体，玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），提供了比液氦多方面的优势。一方面，BEC是弱相互作用的，并且具有自旋自由度。另一方面，可以方便地调节BEC的几乎所有参数，例如，通过自旋-轨道耦合调节动能，通过外部势调节密度，以及通过费什巴赫共振调节相互作用。人们一直致力于研究超流性的这些新方面，其结果极大地丰富了我们对超流性的认识。在这里，我们回顾这些发展的重点是各种超流体的稳定性和临界速度。所考虑的BEC系统包括自由空间中的均匀超流体、密度周期性调制的超流体、具有人工设计的自旋轨道耦合的超流体以及纯自旋流的超流体。由于弱相互作用，这些BEC系统可以用平均场Gross-Pitaevskii理论很好地描述，它们的超流性，特别是临界速度，可以用Landau的超流理论来研究。实验建议，观察这些新的方面的超流性进行了讨论。
2015-01-17 cond-mat.quant-gas
Heavy polarons in ultracold atomic Fermi superfluids at the BEC-BCS crossover: formalism and applications
利用泛函行列式方法（FDA）研究了在玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）到BCS超流体的交叉点处，重杂质嵌入双组分费米气体中的系统. FDA是一种精确的数值方法，用于研究静态杂质浸入理想费米气体系统中Anderson \textquoteright正交突变（OC）的表现。在这里，我们将FDA扩展到BCS平均场波函数所描述的强相关超流体背景。与理想费米气体的情况相反，BCS超流体中的配对间隙阻止了OC，并导致光谱中的真正极化子信号。因此，我们的精确可解模型可以提供对极化子物理更深入的理解。此外，我们发现极化子谱可以用来测量超流对隙，在磁性杂质的情况下，子隙Yu-Shiba-Rusinov（YSR）束缚态的能量。我们的理论预测可以用最先进的冷原子实验来检验。
2022-02-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con physics.atom-ph
BCS-BEC crossover of atomic Fermi superfluid in a spherical bubble trap
受微重力条件下超冷原子球形泡阱的启发，提出了球壳上具有可调吸引接触相互作用的双组分费米气体通过Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）-玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）交叉的理论.推导过程遵循BCS-Leggett理论，得到了带隙和数目方程。BCS-BEC交叉可以通过调节相互作用来诱导，并且适当归一化的能隙和化学势表现出普遍的行为，而不管平面或球形几何形状。然而，球壳几何引入了另一种通过曲率诱导交叉的方式。曲率诱导的BCS-BEC交叉是通过固定粒子数和相互作用强度，同时收缩球，导致配对和动能的比例减少，并推动系统向BCS极限。超流密度的饱和进一步证实了基态是费米超流。
2022-03-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Quasi-particle Lifetime in a Mixture of Bose and Fermi Superfluids
为了揭示玻色-费米混合超流中准粒子相互作用的影响，本文考虑了玻色超流中准粒子与费米超流中准粒子相互作用的寿命。我们发现，这种阻尼率，即倒数的寿命，有相当不同的阈值行为在BCS和BEC侧的费米超流体。在BCS侧，阻尼率在阈值动量附近为常数，而在BEC侧，阻尼率迅速增大。这是因为在BCS侧，衰减过程受到费米面附近费米子准粒子的恒定态密度的限制，而在BEC侧，衰减过程由费米超流体的玻色子准粒子控制，不存在这种限制.我们的结果与最近实现的玻色-费米超流混合物中的集体模实验有关。
2014-08-27 cond-mat.quant-gas
Topological superfluids on a square optical lattice with non-Abelian gauge fields: Effects of next-nearest-neighbor hopping in the BCS-BEC evolution
考虑正方形光晶格上具有吸引相互作用的两组分费米气体，研究了塞曼场、自旋轨道耦合和次近邻跃迁对整个BCS BEC演化中基态相图的影响.特别是，我们首先分类和区分所有可能的超流相的动量空间拓扑结构的零能量准粒子/准空穴激发，然后在数值上建立了过多的量子相变之间。这些转变的进一步信号，并证明了相应的拓扑不变的系统，\textit{i.e.}，其陈数的变化。最后，我们发现，超流相表现出重入结构，分离的指状正常相，其起源可以追溯到单粒子态密度的变化。
2015-12-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological Superfluids and BEC-BCS Crossover in Attractive Haldane-Hubbard Model
受最近在振动光晶格中实现的Halcott模型的启发，我们研究了吸引相互作用和BEC-BCS交叉在半填充和远离半填充时的影响。我们发现，相反，通常的s-波BEC-BCS交叉在晶格中，拓扑超流体与陈数C=2出现在相空间的扩展区域中的相互作用密度平面中的吸引力相互作用的中间强度。当反转对称性破缺时，实现了一种新的无隙拓扑态。我们还调查了这些超流相的波动，并表明，安德森Bogoliubov模式是二次由于时间反演对称性破缺和存在的无阻尼Leggett模式在强耦合限制。
2015-11-12 cond-mat.quant-gas
Theory of Photoemission-type Experiment in the BCS-BEC Crossover Regime of a Superfluid Fermi Gas
本文从理论上研究了JILA小组最近对$^{40}$ K费米气体所做的光电发射型实验。在强耦合$T$ -矩阵理论中考虑了对涨落，以及局域密度近似下的谐波陷阱效应，计算了BCS（Bardeen-Cooper-Schrieffer）-BEC（玻色-爱因斯坦凝聚）交叉区的光电子能谱.我们表明，目前的光电发射实验的能量分辨率是足够的检测赝能隙现象。我们还展示了如何在单粒子激发的赝间隙不断变化的超流间隙，因为一个降低温度低于超流相变温度。我们的结果将有助于研究超冷费米气体在BCS-BEC交叉中的单粒子性质。
2011-05-07 cond-mat.quant-gas
Dissipative Superfluidity in a Molecular Bose-Einstein Condensate
本文针对偶极分子BEC，发展耗散超流输运理论，证明弱两体损耗可诱导相位刚性实现无排斥相互作用的超流，并增强分子BEC稳定性。
2025-10-15 cond-mat.quant-gas
Exotic superfluidity in spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates
通过计算自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的Bogoliubov激发态，研究了BEC的超流性.这些激发意味着超流性有两个新特征：（{ \it i}）由于伽利略不变性的缺失，人们不再能独立于参考系定义超流临界速度;（{ \it ii}）超流性不仅取决于BEC的速度是否超过临界值，还取决于{ \it交叉螺旋度}，交叉螺旋度定义为BEC的自旋和动能的叉积的方向。
2012-08-25 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
Coexistence of superfluid gap and pseudogap in the BCS-BEC crossover regime of a trapped Fermi gas below $T_{\rm c}$
我们研究了超冷费米气体超流相中的强对涨落和谐波陷阱效应。包括振幅和相位波动的非均匀超流序参量$Δ(r)$在一个陷阱内结合$T$ -矩阵理论与局域密度近似，我们研究的局部性质的单粒子激发和BCS-BEC交叉区域的热力学量。低于超流相变温度$T_{\rm c}$，我们表明，不均匀的配对波动导致的壳结构的气体云中的空间区域，其中普通BCS型超流态密度出现的区域所包围的赝间隙与强配对波动占主导地位的单粒子激发。前一个空间区域扩大，最终覆盖整个气体云远低于$T_{\rm c}$。我们还研究了这种壳结构如何影响光电子能谱，以及当地的压力。由于冷的费米气体总是被困在一个谐振势中，我们的结果将是有用的强耦合超流物理的研究，包括这一现实情况。
2012-09-11 cond-mat.quant-gas
Disorder effects during the evolution from BCS to BEC superfluidity
我们描述的s波超流体的临界温度从BCS的BEC制度的无序的影响，直接应用到超冷费米原子。在BCS制度的对破坏和相位相干的温度尺度基本上是相同的，允许强相关性之间的振幅和相位的序参量。由于引入了非对破缺无序，大部分重叠的库珀对共同维持相位相干性，使得临界温度基本保持不变。然而，在BEC制度的对破坏和相位相干的温度标度是非常不同的，使得非对破坏无序可以显着影响相位相干性，从而临界温度，而不需要打破紧束缚的费米子对同时。最后，我们发现，超流是更强大的对弱无序在两个政权之间的中间区域。
2009-04-27 cond-mat.quant-gas
Time-reversal invariant topological superfluids in Bose-Fermi mixtures
在玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的两层混合维费米子系统被证明是实现具有时间反演对称性（TRS）的拓扑超流体的一个很有前途的装置。由BEC介导的费米子之间的诱导相互作用引起每层内的p波配对和层间的s波配对之间的竞争。当各层相距较远时，层内配对占主导地位，系统形成拓扑超流体，无论是否有TRS。随着层间距的减小或BEC相干长度的增加，层间配对开始出现。我们表明，这要么导致二阶跃迁打破TRS，边缘模式逐渐变得有间隙，要么导致一阶跃迁到拓扑上微不足道的s波超流体。我们的结果提供了一个现实的路线图，实验实现拓扑超流体与TRS在冷原子系统。
2017-09-12 cond-mat.quant-gas
Microscopic Approach to Shear Viscosities in Superfluid Gases: From BCS to BEC
我们计算的剪切粘度，$η$，在一般温度$T$，在BCS-BEC交叉计划，这是证明符合守恒定律。$η$的研究是重要的，因为它通过揭示激发光谱来约束微观理论。一个正常状态的配对间隙的开始和对自由度的贡献意味着，在低$T$的$η$变小，而不是表现出由大多数其他预测的回升。使用局域密度近似，我们发现相当合理的协议与刚刚公布的实验。
2010-12-13 cond-mat.quant-gas
Finite temperature damping of collective modes of a BCS-BEC crossover superfluid
提出了一种新的机制来解释最近在强相互作用费米气体实验中观察到的集体激发在超流临界温度以下的费什巴赫共振的费米子（BCS）侧的令人困惑的阻尼现象。用有效场论计算了声速、超流密度和阻尼率。我们发现，一个占主导地位的阻尼过程是由于超流声子和热激发的费米子准粒子之间的相互作用，在以前提出的对断裂机制。从我们的有效模型的结果进行了定量比较与最近的实验结果，显示出良好的一致性。
2011-02-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Superfluid behavior of a Bose-Einstein condensate in a random potential
研究了强随机势中一维相互作用玻色子模型的基态中玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）与超流性的关系。我们严格证明，在一定的参数制度的超流分数可以是任意小，而完全BEC盛行。在另一种状态下，尽管有很强的无序，但同时存在完全的BEC和完全的超流。
2014-07-14 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Landau Damping in a Mixture of Bose and Fermi Superfluids
研究了有限温度下玻色-费米超流混合体中的朗道阻尼。我们发现，在低温下，朗道阻尼率将指数抑制在BCS侧和BEC侧的费米超流体。得到了阻尼率与动量的关系，并且从BCS侧到BEC侧有很大的不同。讨论了我们的结果与最近实现的玻色-费米超流混合体集体模实验的关系。
2015-02-07 cond-mat.quant-gas
Theory of the Two-Particle Emission from Superfluid Fermi Gases in the BCS-BEC Crossover
本文提出了光子吸收诱导超流费米气体发射费米子对的理论。在固态物理学中，这种类型的过程被称为双光发射（DPE）。感生的两粒子电流（或DPE电流）的频谱提供了一个直接的洞察凝聚费米子对的对相关。本文用含时微扰理论处理两个费米气体的耦合，发展了一个一般形式的二粒子电流。利用该方法计算了T=0时超流费米气体在BCS-BEC交叉区的DPE电流的能量分布。我们表明，DPE电流具有凝聚对分量和不相关对态的明显贡献。我们还计算了在BCS-BEC交叉的DPE电流的角度依赖性。在BEC区，紧束缚分子的DPE电流与弱束缚的库珀对的DPE电流有很大的不同。
2013-10-09 cond-mat.quant-gas
Critical Josephson current in BCS-BEC crossover superfluids
我们开发了一个微观模型来描述超冷费米子原子的两个超流库之间的约瑟夫森动力学，该模型考虑了临界电流对从BCS到BEC的交叉的势垒高度和相互作用强度的依赖性。根据以前的研究[F。Meier & W. Zwerger，Phys. Rev. A，64 033610（2001）]的弱相互作用玻色子，我们得到了任意耦合下均匀和囚禁系统在零温度下的Josephson临界电流的解析结果。临界电流表现出最大值附近的么正性极限，这是由于之间的竞争不断增加的冷凝物馏分和减少的化学势从BCS的BEC极限的演变。我们的结果同意定量与数值模拟和最近的实验数据。
2019-12-03 cond-mat.quant-gas
Evolution from BCS to BEC superfluidity in the presence of spin-orbit coupling
我们讨论了在自旋轨道耦合存在下从BCS到BEC超流体的演化，并指出这种演化在平衡情况下只是一个交叉。分析了低温下化学势、序参量、压强、熵、等温压缩系数和自旋磁化率张量等热力学性质与自旋轨道耦合和相互作用参数的关系。我们研究了Rashba和Dresselhaus相等（ERD）和Rashba唯一（RO）自旋轨道耦合的情况。两种情况之间的比较揭示了相应的热力学量的几个显着差异。最后，我们建议测量自旋磁化率作为一种手段来检测自旋轨道耦合效应。
2011-06-18 cond-mat.quant-gas
Strong coupling effects on specific heat in the BCS-BEC crossover
本文从理论上研究了超流费米气体中强耦合对定容比热$C_{\rm V}$的影响，该气体具有与费什巴赫共振相关的可调相互作用。在Nozières和Schmitt-Rink的强耦合理论中，考虑超流序参量的涨落，计算了超流相中$C_{\rm V}$在幺正极限下的温度依赖性.我们发现，在低温区，$T^3$ -行为显示在温度依赖性的$C_{\rm V}$。这一结果表明，低激发占主导地位的无隙Goldstone模式，与超流序参量的相位起伏。由于Goldstone模是费米子超流性中最基本的现象之一，我们的结果有助于进一步理解在超流转变温度以下的BCS-BEC交叉物理中，对涨落是如何影响物理性质的。
2019-04-22 cond-mat.quant-gas
Superfluidity and Stabilities of a Bose-Einstein condensate with periodically modulated interatomic interaction
从理论上研究了原子间散射长度受光学费什巴赫共振周期调制的玻色-爱因斯坦凝聚体的超流性和稳定性。我们的数值研究发现，这种周期性的BEC的属性强烈的调制强度的影响。当调制强度较小时，只有靠近布里渊区边缘的布洛赫波同时发生朗道不稳定性和动力学不稳定性。当调制强度足够强时，所有布洛赫波都变得动态不稳定。换句话说，周期BEC完全失去了超流性。
2013-02-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Pathway to chaos through hierarchical superfluidity in a cavity-BEC system
研究了原子关联在耦合到耗散腔中的玻色-爱因斯坦凝聚体中的作用。使用一个真正的多体的方法，超越平均场，我们提取的密度分布和多体相关性，揭示了一个路径的混沌在大泵浦功率通过分级自组织的原子，其中原子从单阱光晶格过渡到双阱光晶格。原子的相关态出现，其特征在于局部超流相关的相位是全球超流或莫特绝缘。局部超流莫特过渡被排除通过准周期吸引子发生的混沌动力学不稳定。我们的结果解释了实验中观察到的动力学不稳定性背后的机制。
2020-05-25 cond-mat.quant-gas
Critical region of the superfluid transition in the BCS-BEC crossover
我们使用配对涨落玻色子理论的重整化群方法确定了三维费米子气体BCS-BEC交叉中超流转变临界区域的大小。对于幺正费米气体，我们发现一个相当大的临界区域$[T_G^-,T_G^+]$，顺序$T_c$，周围的转变温度$T_c$具有明显的不对称性：$|T_G^+-T_c|/|T_G^--T_c|\sim8$。临界区域在交叉的BCS侧被强烈抑制，但在BEC侧仍然很重要。
2016-03-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Collective modes of p-wave superfluid Fermi gases in BEC phase
研究了零温下超流原子费米气体的低能模。详细研究了超流相的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）侧。假设原子只处于一种内部状态，因此对于充分稀释的气体，费米子配对可以被认为只在l=1的通道中有效。与前人对费米体系中p波超流性的研究一致，我们发现$p_x+ip_y$相代表了Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）和BEC侧的最低能态.我们的计算表明，在低能量下，可以出现三个分支的集体模式，具有不同种类的色散关系：声子类模式，单粒子类模式和带隙模式。与相应的旋量玻色凝聚体的Bogoliubov激发的比较。它们以高精度再现了p波超流费米气体激发模的色散关系。
2015-06-08 cond-mat.quant-gas nucl-th
Unusual destruction and enhancement of superfluidity of atomic Fermi gases by population imbalance in a one-dimensional optical lattice
利用对涨落理论，研究了一维光晶格中具有短程吸引相互作用的粒子数不平衡超冷费米原子气体的超流行为。我们发现，除了广泛的赝隙现象和中温超流性，超流相很容易被破坏，除了在参数空间的有限区域。我们发现了一个新的机制对跳跃，协助过多的多数费米子，在连续晶格混合的存在下，这导致了一个不寻常的常数BEC渐近线$T_c$是独立的配对强度。结果，在BEC的幺正性方面，超流性，当它存在时，可能会被人口不平衡强烈增强。
2020-03-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermodynamics and superfluid density in BCS-BEC crossover with and without population imbalance
我们解决的热力学，密度分布和超流密度被困费米子进行BCS-BEC交叉，有和没有人口不平衡。我们的方法代表了一个完全一致的治疗“pseudogap效应”，这反映了对形成温度$T^*$和对凝聚温度$T_c$之间的区别，必须通过修改费米激发光谱来容纳。这种区别在文献中的所有其他多体方法中都被忽略了。我们如何执行这个推论意味着配对波动的贡献进入间隙和数量方程，这是必要的，以符合广义沃德恒等式。此外，我们证明，我们得到的物理结果的超流密度$n_s(T)$在所有$T$。与此相反，以前的工作在文献中导致行为不良的$n_s(T)$。超流密度是一个给定的交叉理论的物理性的关键措施。为了正确地解决被捕获的费米气体的热力学性质，有必要证明粒子密度分布与实验一致。理论和实验密度分布之间缺乏可证明的一致性，以及$n_s(T)$发现的问题行为，使人们对文献中关于化学计算和实验之间定量一致性的先前声明产生怀疑。
2007-07-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Inhomogeneous Pseudogap Phenomenon in the BCS-BEC Crossover Regime of a Trapped Superfluid Fermi Gas
研究了囚禁超流费米气体在么正性极限下的赝能隙现象。在$T$ -矩阵近似下考虑了强对涨落效应，在局域密度近似（LDA）下考虑了谐波陷阱效应，计算了在超流相变温度$T_{\rm c}$以下的局域超流态密度.我们表明，单粒子激发占主导地位的赝隙的空间区域可能仍然存在，甚至低于$T_{\rm c}$，由于不均匀的配对波动所造成的陷阱电位。从赝能隙态密度的温度依赖性，我们确定的赝能隙制度的幺正费米气体相对于温度和空间位置。我们还表明，结合$T$矩阵理论与LDA可以定量地解释最近观察到的$^6$锂费米气体的幺正极限的局部压力。
2011-06-30 cond-mat.quant-gas
Generation of high winding-number superfluid circulation in Bose-Einstein condensates
我们通过实验和数值模拟证明了在高度扁玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中确定性地产生多重量子化超流绕障碍物环流的方法。我们的方法涉及螺旋的蓝色失谐激光束，作为一个排斥的光学势，周围和朝向中心的BEC。这种光学势首先作为排斥搅拌器在BEC内引发超流，然后作为钉扎势将超流循环的中心输送到冷凝物的中心。通过改变束流沿螺旋轨迹运动的速率，我们有选择地控制引入BEC的净循环。我们实验上实现了钉扎超流与绕组数高达11，持续至少4秒。在螺旋轨迹的末端，当钉扎束处于全功率时，BEC具有环形几何形状，具有高缠绕数的持续电流。或者，光束功率可以斜降，允许控制放置相同循环的单量子化涡旋的集群。这种技术可以作为一个积木在未来的实验架构，以创建按需涡流分布和超流循环BEC。
2021-09-27 cond-mat.quant-gas
From Nodal Ring Topological Superfluids to Spiral Majorana Modes in Cold Atomic Systems
在这项工作中，我们考虑了一个三维立方光晶格耦合一维线与一维自旋轨道耦合。当通过费什巴赫共振诱导s波对时，系统成为具有环节点的拓扑超流体，这些环节点是体中的环节点简并，并支持大量的表面Majorana零能模。大量的表面马约拉纳模式保持在零能量，即使在无序的存在下，由于保护从手征对称性。当手征对称性破缺时，系统成为具有Majorana弧的Weyl拓扑超流体.在三维自旋轨道耦合作用下，外尔超流体成为表面具有螺旋Majorana模的新型无隙相。提出了用空间分辨射频光谱技术来探测这种新型节环拓扑超流相的方法。
2018-01-16 cond-mat.quant-gas
Probing the dynamic structure factor of a neutral Fermi superfluid along the BCS-BEC crossover using atomic impurity qubits
研究了一个被非简谐势捕获的杂质原子，浸入到冷原子费米气体中，通过相互吸引实现了从Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）超流体到玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的跃迁.考虑到量子比特包括最低的两个振动能量本征态的杂质，我们证明了它的动力学探测的平衡密度波动编码的动态结构因子的超流体。因此，观察杂质的演变，以促进非破坏性测量的超流序参量和集体和单粒子激发光谱之间的联系。我们的设置构成了一个新的模型，一个开放量子系统与热库相互作用，后者支持玻色子和费米子激发，也相互耦合。
2016-12-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Theory of Superfluids with Population Imbalance: Finite Temperature and BCS-BEC Crossover Effects
在本文中，我们提出了一个非常普遍的理论框架，解决费米超流体的整个范围内的BCS到玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）交叉的存在下，人口不平衡或自旋极化。我们的重点是提供一个理论，减少到标准的零温度平均场论在文献中，但必须包括在非零温度的配对波动效应在一个一致的框架内。在物理上，这些效应与正常相中的预形成对（或费米子赝隙）的存在以及超流相中凝聚物的对激发有关。我们展示了费米子对凝聚的有限$T$理论与点玻色子凝聚有许多相似之处。在这个过程中，我们研究了三种不同类型的凝聚：通常的突破对或Sarma相和一个和两个平面波Larkin-Ovchinnikov，Fulde-Ferrell（LOFF）状态。最后这些已在文献中讨论，虽然只有在朗道-金兹伯格形式主义，一般有效附近$T_c$。在这里，我们展示了如何在基态以及在一般温度$T$到达两个平面波LOFF状态。
2006-08-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superfluid transition temperature of spin-orbit and Rabi coupled fermions with tunable interactions
在三维空间中，我们得到了等Rashba-Dresselhaus自旋轨道和Rabi耦合费米超流体从Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）到玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的转变温度.自旋-轨道耦合提高了BEC极限下的临界温度，并且可以将Rabi耦合存在下的一级相变转换为二级，作为固定相互作用的Rabi耦合的函数。我们推导了超流序参量的六次幂的Ginzburg-Landau方程，用来描述一阶和二阶跃迁随自旋轨道和Rabi耦合的变化。
2017-09-20 cond-mat.quant-gas
Spin superfluidity, coherent spin precession, and magnon BEC
自旋超流性、相干自旋旋进和磁振子BEC是当前理论和实验研究的热点。同时，需要对这些相关现象进行明确的界定和区分。认为自旋刚性是自旋超流存在的必要条件，但不是充分条件。自旋刚性导致相干自旋进动和无耗散自旋超流的存在。后者被定义为一种可能性的自旋运输宏观距离足够大的自旋超电流。这种可能性在磁序参数空间的特殊拓扑中实现，例如，在易平面反铁磁体中。有人认为，一个任意选择的磁振子BEC存在的形式标准与宏观无耗散自旋输运的观测条件无关。
2012-10-12 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Superfluidity and pairing phenomena in ultracold atomic Fermi gases in one-dimensional optical lattices, Part II: Effects of population imbalance
本文研究了一维光晶格中原子费米气体的布居不平衡效应及其与配对强度和晶格效应的相互作用。我们使用与第一部分相同的对涨落理论，计算了体系经历BCS-BEC交叉时的各种相图。我们发现广泛的赝隙现象超出BCS制度和中温超流态相对较低的人口不平衡。费米面拓扑对$T_\text{c}$的行为起着重要的作用。对于产生开放费米面的大$d$和/或小$t$，超流性可以容易地被少量的布居不平衡$p$破坏。超流相，特别是在BEC制度，只能存在于一个高度限制的参数空间的体积。由于连续晶格混合，布居不平衡产生了一种新的对跳跃机制，在过多的多数费米子的辅助下，这可能导致$T_\text{c}$在费什巴赫共振的BEC侧的显著增强，并且当它存在时，也使$T_\text{c}$接近BEC极限中的恒定渐近线。此外，我们发现，并不是所有的少数费米子将配对在BEC极限，不像三维连续的情况。这些预测可以在未来的实验中得到验证。
2020-01-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The evolution from BCS to BEC superfluidity in the presence of disorder
我们描述了无序对$s$波超流体临界温度的影响，从BCS到BEC制度，直接应用于超冷费米子。我们用泛函积分方法和复制技术研究了杂质引起的高斯关联无序，并讨论了如何在实验上产生这种系统。在没有无序的情况下，BCS制度的特点是由对断裂和相位相干的温度标度，这是基本上相同的，允许超流性的序参量的振幅和相位之间的强相关性。由于引入了非对破缺无序，大部分重叠的库珀对合谋保持相位相干性，使得临界温度基本保持不变，并且满足安德森定理。然而，在BEC制度的对破坏和相位相干的温度尺度是非常不同的，使得非对破坏无序可以显着影响相位相干性，从而临界温度，而不需要打破紧束缚的费米子对同时进行。在这种情况下，安德森定理不适用，并且与BCS极限相比，临界温度可以更容易地降低。最后，我们发现，超流体是更强大的对两个政权之间的中间区域附近的幺正性的无序。
2010-12-10 cond-mat.quant-gas
Oscillatory-like Expansion of a Fermionic Superfluid
本文研究了雪茄型光偶极阱中费米子超流在整个BEC-BCS交叉和不同温度下的膨胀行为。在低温（$0.06(1) T_F$）下，原子云在30 ms内经历各向异性流体力学膨胀，表现为水平面内的振荡。根据超流流体动力学方程对膨胀动力学进行了分析，提取了费米子超流物态方程的有效多变指数$\barγ$。在BEC-BCS交叉点上，$\barγ$值呈现非单调性，在么正性和BEC侧与理论结果吻合较好。测量了振荡膨胀的归一化准频率，其从BEC侧到BCS侧显著下降，并在$1/k_Fa=-0.25$附近达到最小值1.73。我们的工作提高了对强相互作用费米气体动力学性质的认识。
2020-01-29 cond-mat.quant-gas
Quantum fluctuations of a resonantly interacting $p$-wave Fermi superfluid in two dimensions
利用高斯对涨落理论，研究了强相互作用二维手征\textit{p}波费米超流体从玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）到拓扑非平凡Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）超流体的量子涨落.在零化学势拓扑相变$μ=0$附近，我们观察到量子涨落强烈地重整化了费米超流体的零温度状态方程、声速、对断裂速度和Berezinskiii-Kosterlitz-BKT（BKT）临界温度，所有这些都可以是相互作用强度的非解析函数。非解析性的指示在BKT临界温度中特别明显，其在拓扑相变附近也表现出明显的峰。跨越过渡和对BEC极限，我们发现，该系统很快成为一个平凡的相互作用玻色液体，其属性是依赖于粒子间的相互作用。复合玻色子在BEC极限下的定性行为仍有待理解。
2018-09-25 cond-mat.quant-gas
Topological phase transitions in ultra-cold Fermi superfluids: the evolution from BCS to BEC under artificial spin-orbit fields
讨论了超冷费米超流体中由相互作用和人工自旋轨道场引起的拓扑相变。我们构造了零温和有限温下布居不平衡系统的相图，并分析了各种相变的光谱和热力学性质。对于平衡系统，从BCS到BEC超流体的演化在存在自旋轨道效应的情况下只是一个交叉，因为系统仍然完全带隙，即使出现了序参量的三重态分量。然而，对于不平衡的人口，自旋轨道场诱导的三重态组件的序参量，产生节点的准粒子激发光谱导致散装拓扑相变的Lifshitz型。此外，存在一个完全带隙的阶段，其中发生从间接到直接能隙的交叉，但没有发生拓扑过渡到具有马约拉纳费米子边缘态的带隙阶段。
2011-08-23 cond-mat.quant-gas
