Superfluid fraction of interacting bosonic gases
该研究通过求解Gross-Pitaevskii方程和扩散蒙特卡洛模拟,探究二维势场中玻色气体的超流体分数,验证了Leggett提出的上下界在超冷实验条件下可窄范围约束精确值。
2025-01-15 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
Superfluid fraction in an interacting spatially modulated Bose-Einstein condensate
本文理论和实验研究了外部一维周期势打破平移不变性导致的稀薄玻色-爱因斯坦凝聚体超流密度猝灭,通过Leggett界限和声速各向异性一致测定超流分数,并揭示了两体相互作用对超流性的重要作用。
2023-06-30 cond-mat.quant-gas
Relation connecting thermodynamics and transport of atomic unitary Fermi superfluids
剪切粘度已被证明等于正常标度不变流体中的压力和弛豫时间的乘积,但低温下超流性的存在可以改变这种关系。利用平均场BCS Leggett理论和规范不变线性响应理论,给出了酉Fermi超流体的热力学量(包括压力和化学势)与输运系数(包括剪切粘度、超流体密度和通过库珀对动量传递的反常剪切粘度)之间的显式关系.当考虑与非凝聚库珀对相关的配对涨落时,该关系被修改。在符合BCS-Leggett基态的对涨落理论下,我们找到了酉费米超流体的近似关系。精确的平均场关系和近似的配对flucutaions推进我们的理解之间的关系的平衡和运输量的超流体,它们有助于确定或限制量,否则可能难以测量。
2017-03-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
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
Anderson-Bogoliubov collective excitations in superfluid Fermi gases at nonzero temperatures
利用高斯对涨落的有效玻色子作用量处理了凝聚费米气体中集体激发的Anderson-Bogoliubov分支。集体激发的光谱处理有限的温度和动量在整个BCS BEC交叉。所得到的光谱解释,定性和定量,最近的实验结果戈德斯通模式的原子费米超流体。
2019-12-06 cond-mat.quant-gas
Collective oscillation modes of a superfluid Bose-Fermi mixture
本文从理论上研究了玻色-费米混合超流体在柱对称简谐势阱中从Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)超流体到分子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)超流体的四极、径向和轴向三种集体振荡模式.为此,我们从耦合超流流体动力学方程的玻色-费米超流混合物的动力学,并使用的标度理论,已开发的耦合系统。玻色-费米超流体混合物的集体振荡模式主要依赖于玻色和费米超流体在平衡状态下密度分布的空间导数的重叠积分。在有效玻色-费米耦合较弱的条件下,我们不仅给出了重叠密度积分和集体模频率的显式表达式,而且通过数值计算在实际实验条件下验证了解析近似的有效性.在存在排斥玻色-费米相互作用的情况下,玻色和费米超流体的三个集体模的频率都发生了上移,BCS-BEC交叉频率的变化速度可以表征不同陷阱几何下玻色-费米超流体混合物的不同基态相.
2019-05-15 cond-mat.quant-gas
Dynamic structure factors of a strongly interacting Fermi superfluid near an orbital Feshbach resonance across the phase transition from BCS to Sarma superfluid
采用随机相位近似,从理论上研究了轨道费什巴赫共振附近强相互作用费米超流体的动力学结构因子,并通过连续改变两个自旋分量的化学电势差,发现了平衡常规Bardeen-Cooper-Schrieffer超流体和极化Sarma超流体之间相变过程中的动力学特征。在BCS超流体的类BEC区,动力学结构因子可以通过分子激发和Leggett模的相对位置,或破坏库珀对的最小能量来区分同相基态和异相亚稳态.在BCS和Sarma超流体的相变中,我们发现Sarma超流体的动力学结构因子在小转移动量时具有自己特有的无隙激发,这种激发与集体声子激发混合,在大转移动量时由于非成对Fermi原子的存在也具有相对较强的原子激发,这些信号可以用来区分Sarma超流体和BCS超流体。
2020-12-07 cond-mat.quant-gas
Superfluidity and collective oscillations of trapped Bose-Einstein condensates in a periodical potential
基于一维Bogoliubov-de Genes方程的统一理论处理,研究了囚禁光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的超流现象.在微扰制度,所有的分析框架,使一个简单的现象学映射的集体激发和振荡特性的被困BEC可用的实验配置也适合。
2011-12-16 cond-mat.quant-gas
Collective excitations of a BCS superfluid in the presence of two sublattices
本文考虑了一个适用于描述两点基晶格上均匀BCS超流体的一般哈密顿量,并研究了它在零温下的集体激发。为此,我们首先推导出对涨落的有效高斯作用量,然后提取同相Goldstone和异相Leggett模的低能色散关系以及相应的振幅(即,即所谓的希格斯粒子。我们发现,虽然戈德斯通模式是在零动量和传播一般的间隙,Leggett模式成为无阻尼只有足够的强相互作用。此外,我们表明,除了传统的贡献,这是由布洛赫带的能量控制,戈德斯通模式的速度有一个几何贡献,这是由布洛赫态的量子度量张量。我们的研究结果表明,后者的贡献占主导地位的速度时,前一个变得可以忽略不计的一个窄或一个平带。
2020-01-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of Massless and Massive Collective Excitations with Faraday Patterns in a Two-Component Superfluid
本文报道了超冷玻色子原子在细长双组分超流体中密度和自旋集体激发模色散关系的实验测量结果。我们的参数光谱技术是基于横向限制频率的外部调制,导致密度和自旋法拉第波的形成。我们表明,应用程序的两个组件之间的相干耦合降低了相位对称性,并给出了有限的质量的自旋模式。
2022-04-28 cond-mat.quant-gas
Collective excitations of a charged Fermi superfluid in the BCS-BEC crossover
本文研究带电费米超流体在BCS-BEC交叉中的集体激发,统一路径积分方法描述等离子体、对破缺和声子模式,并揭示共振避免交叉及其对实验观测的意义。
2023-06-23 cond-mat.quant-gas
Superfluid fraction tensor of a two-dimensional supersolid
本研究在平均场Gross-Pitaevskii理论框架下,针对二维非局域软核相互作用超固体系统,建立超流张量计算方法关联,改进Leggett界并验证,为相关超固体系统研究提供参考。
2023-08-27 cond-mat.quant-gas
Propagation of collective pair excitations in disordered Bose superfluids
研究了无序玻色超流中无序对集体激发传播的影响。我们将在平均场水平的强无序引起的局部密度耗尽,并制定了一个屏蔽散射问题的激发的运输。我们发现,无序,屏蔽和密度耗尽的竞争引起了强烈的非单调能量依赖的无序参数。在三个维度上,它导致了一个丰富的本地化图,具有四个不同类别的迁移率谱,其特征在于没有或多达三个迁移率边缘。无序超冷原子的实验的影响进行了讨论。
2015-04-23 cond-mat.quant-gas
Phononic collective excitations in superfluid Fermi gases at nonzero temperatures
我们研究的声子集体模式的配对场$Δ$和它们相应的签名的序参数和密度响应函数的超流费米气体在所有温度低于$T_c$在无碰撞制度。在高斯对涨落近似下计算了集体模的谱。我们处理这些模式的耦合到费米连续的准粒子准空穴激发通过执行一个非微扰解析延续的配对场传播子。在低温下,我们恢复已知的指数温度依赖的阻尼率和速度移动的安德森-Bogoliubov分支。在$T_c$附近,我们解析地发现了一个弱阻尼集体模式,其速度随着$1/2$的临界指数而消失,并且其品质因数随着$T_c-T$而在数学上发散,从而澄清了文献中存在的争论(Andrianov等人,Th. Math.Phys.28,829,Ohashi等人,J.Phys.Jap.66,2437)。这两个声子分支之间的过渡是可见的,在中间温度,特别是在BCS限制的相位-相位响应函数显示两个最大值。
2019-12-23 cond-mat.quant-gas
Comparison of Different Pairing Fluctuation Approaches to BCS-BEC Crossover
BCS -玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)交叉的课题特别令人兴奋,因为它在超冷费米气体中的实现及其与高温超导体的可能相关性。在本文中,我们回顾了这一主题的理论工作,这是一个自然的延伸,由莱格特和Nozieres和施密特-林克(NSR)的开创性论文。前者只涉及基态,现在被称为“BCS-Leggett”波函数,后者的关键贡献涉及超流转变温度$T_c$的计算。这两篇论文产生了两个主要的,重要的是,不同的,在BCS-BEC交叉文学理论流派。其中第一个扩展BCS Leggett基态有限温度和第二个扩展NSR计划远离$T_c$在超流和正常阶段。现在人们普遍认为,NSR的这些扩展产生了与莱格特首次引入的不同的基态。我们的分析表明,如何基于NSR的方法更完整地查看玻色子的贡献,但它把费米子作为“准自由”。相比之下,基于BCS-莱格特的方法更完整地处理了费米子的贡献,但它将玻色子视为“准自由”。基于NSR的方案从BEC极限开始接近BCS和BEC之间的交叉,基于BCS-Leggett的方案从BCS极限开始接近该交叉。最终,人们希望将这两种方案结合起来。在本文中,我们回顾了这两种方法的优点和缺点。为了达到一个全面的理解,重要的是在未来投入精力,更详细地调查T=0方面的NSR为基础的理论和$T \neq 0$方面的BCS-Leggett理论。
2008-10-10 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Effects of quantum fluctuations on the low-energy collective modes of two-dimensional superfluid Fermi gases from the BCS to the Bose Limit
研究了从 BCS 到 Bose 极限下量子涨落对二维费米超流体低能集体模式的影响,发现配对序参量的量子涨落对获得合理的化学势和色散关系至关重要,且色散从凹变凸且不穿过双粒子连续谱。
2023-09-18 cond-mat.quant-gas
Beliaev damping of the Goldstone mode in atomic Fermi superfluids
超流体中的贝利亚耶夫阻尼是一个集体激发衰减成两个较低频率的集体激发;它代表了T = 0时超流体中玻色子集体激发的唯一衰减模式。这种衰变的标准处理方法假设一个线性谱,这反过来意味着末态动量必须与初态共线。我们延长这种治疗,包括梯度项的哈密顿产生一个现实的频谱的玻色子激发,然后我们推导出一个公式,这种激发的衰减率,并表明,即使是温和的非线性光谱可以产生很大的偏差从标准的结果。我们将我们的结果应用到一个有吸引力的费米气体在BCS-BEC交叉:这里的低能量玻色子集体激发密度振荡驱动的相位的配对秩序场。这些集体激发,这是无隙模式的戈德斯通机制的结果,有一个光谱,这是建立在理论和实验上,其线宽,我们表明,是在低温下由Beliaev衰变机制。
2015-07-30 cond-mat.quant-gas
Collective modes, stability and superfluid transition of a quasi-two-dimensional dipolar Fermi gas
我们研究集体模式,稳定性和BCS配对在准二维气体的偶极费米子由外场对齐。通过使用(守恒)Hartree-Fock近似,它对待直接和交换相互作用在平等的基础上,我们得到的单粒子激发和长波长集体模式(零声)在正常阶段的频谱。看来,交换相互作用的结果在强阻尼的零声偶极子和法线之间的倾斜角的限制平面是低于某个临界值。特别地,如果偶极子垂直于限制平面,则零声音不能传播。在中间耦合,我们发现不稳定的模式,可以导致崩溃的系统或形成的密度波。BCS过渡到超流相,另一方面,发生在任意弱的偶极-偶极相互作用的强度,提供的倾斜角超过一个临界值。考虑到多体效应以及在束缚势中向更高激发态的虚跃迁,我们确定了跃迁的临界温度,并讨论了实验观测的前景。
2011-10-19 cond-mat.quant-gas
The Pauli principle in collective motion: Reimagining and reinterpreting Cooper pairs, the Fermi sea, Pauli blocking and superfluidity
本文分析了泡利原理在集体运动中的作用,基于无参数的第一性原理对称不变微扰理论,重新解释了Cooper对、Fermi海、泡利阻塞与超流性,将超流性重新构想为低能声子简正模的宏观占据而非实空间两体配对。
2023-04-10 cond-mat.quant-gas
Collective excitation and stability of flow-induced gapless Fermi superfluids
研究了三维自由空间中超流费米气体的集体激发和稳定性。特别地,我们利用平均场论和广义无规相近似(GRPA)研究了由超流诱导的一种可能的无隙超流态。对于弱吸引相互作用,我们发现,平均场超流序参量可以采取一个非零值,即使超流速度超过阈值的Bogoliubov准粒子激发的发病。由于库珀对只被准粒子激发部分破坏,因此在对破坏起始点以上的一定超流速度范围内可以形成无间隙超流态。除了通常的准粒子对连续谱和Anderson-Bogoliubov集体模外,无带隙超流态的GRPA激发谱还具有准粒子-准空穴连续谱和第二集体模。我们发现当超流速度增加时,第二集体模的长波长激发最终导致系统的动力学不稳定性。然而,无间隙的超流状态仍然保持稳定,在一个狭窄的,但有限的超流速度范围。
2014-03-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Finite temperature effective field theory and two-band superfluidity in Fermi gases
我们发展了一个描述的费米子超流体的配对序参量的有效场论。我们的有效场论改进了现有的超流费米气体的Ginzburg-Landau理论,因为它不限于接近临界温度的温度。这是通过考虑所有订单的长期波动来实现的。本有效场论的结果与Bogoliubov - de Gennes方法的框架中得到的结果进行了比较。有效场论比Bogoliubov-de Gennes计算的优点是所需的计算时间少得多。在本文的第二部分中,我们将有效场论推广到双带超流体的情形。该理论揭示了双带超流体中两种愈合长度的存在,分析了BEC-BCS交叉中的有限温度涡旋结构,获得了集体激发的基态参数和谱.对于Leggett模式,我们的治疗提供了一个解释的观察,这种模式在两个波段的超导体。
2015-06-04 cond-mat.quant-gas
Pairing properties of an odd-frequency superfluid Fermi gas
本文结合路径积分与BCS-Eagles-Leggett理论研究奇频费米超流体,证明强耦合下不等时Cooper对虽无等时配对分量,仍具有玻色性行为并形成Bose分子凝聚。
2024-06-15 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
Gauge Symmetry in the Large-amplitude Collective Motion of Superfluid Nuclei
绝热自洽集体坐标(ASCC)方法是描述超流性原子核大振幅集体运动的一种实用方法,是绝热含时Hartree-Fock-Bogoliubov理论的改进。本文在约束系统理论的基础上研究了ASCC方法中的规范对称性。ASCC方法中的规范对称性来源于集体哈密顿量对粒子数的约束,它被绝热膨胀部分破缺。本文还讨论了一般规范变换下绝热膨胀的有效性。
2015-10-27 cond-mat.quant-gas nucl-th
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
Interplay between Quantum Metric and Hybridized Collective Mode in Flat-Band Superfluids
College of Information Science and Engineering, Huaqiao University(华侨大学信息科学与工程学院)
通过引入配对(相位和振幅)与密度涨落的耦合动力学,研究平带超流体的集体激发,发现长波极限下仅存在一个低能集体模,其色散系数由平带的正常态量子度量决定。
2026-06-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Collective excitations of superfluid Fermi gases near the transition temperature
通过研究二组分费米气体中的集体配对现象,我们预言在相变温度$T_c$附近出现二次色散的高分辨集体模。在系统对驾驶配对字段的响应中,该模式在$T_c$上方和下方都可见。当从下面接近$T_c$时,声子和对断裂分支,零温度行为的特征,当对相关长度达到其临界发散行为$ξ_{\rm pair}\propto|T_c-T|^{-1/2}$时,减少到非常低的能量-动量区域;在其他地方,它们被二次色散配对共振所取代,从而作为相变的前兆。在强耦合和玻色-爱因斯坦凝聚体状态下,该模式是与洛伦兹共振相关联的弱阻尼传播模式。相反,在BCS极限,它是一个纯虚本征能的弛豫模式。在大动量时,共振消失时,它被重吸收的较低边缘的配对连续。在0和$T_c$之间的中间温度下,我们统一了新发现的集体现象附近的$T_c$的声子和对破支预测从以前的研究,我们详尽分类的解析连续色散方程的根,并表明,他们提供了一个很好的总结对光谱函数。
2021-04-13 cond-mat.quant-gas
Dynamical excitations of one-dimensional Fulde-Ferrell pairing Fermi superfluid
研究了有限塞曼场下一维Fulde-Ferrell费米超流体的动力学激发,发现其集体模式和单粒子激发具有各向异性,这些信号可帮助在实验中区分FF超流体与传统BCS超流体。
2024-01-04 cond-mat.quant-gas
Collective modes in the anisotropic unitary Fermi gas and the inclusion of a backflow term
本文研究了各向异性简谐禁闭下受约束的幺正费米气体的集体模随原子数的变化。我们使用扩展的超流流体动力学方程,其中考虑到一个色散冯Weizsacker的状态方程中的条款。我们还讨论了在扩展超流拉格朗日量中引入回流项的情况以及这个反常项对声波和声子的Beliaev阻尼的影响。
2013-08-27 cond-mat.quant-gas
Collective Modes in a Unitary Fermi Gas across the Superfluid Phase Transition
我们提供了一个联合的理论和实验研究的集体振荡的第一个声音的性质所表现出的高度拉长的谐波捕获费米气体在么正性,包括低于超流性的临界温度的区域。从最低轴向呼吸模式开始,较高节点激励的流体动力学频率显示出温度依赖性,这是从朗道双流体理论开始并使用状态方程的可用实验知识计算的。实验结果与理论预测符合得很好,首次证明了超流相变附近集体频率的温度依赖性。
2013-02-01 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
BCS - BEC crossover and quantum hydrodynamics in p-wave superfluids with a symmetry of the A1 - phase
我们求解了具有A1相对称性的三维共振p波超流体中BCS-BEC渡越的Leggett方程。在100%极化情况下,计算了BCS域(μ> 0)、BEC域(μ< 0)和重要点μ= 0附近的声速、法向密度和比热。我们发现量子相变的迹象接近点μ(T = 0)= 0.在BCS和BEC领域的深处,莱格特和诺齐雷斯的交叉思想,施密特-林克工作得很好。讨论了T = 0时BCS A1相的轨道波谱、内禀角动量佯谬和复杂的手征反常问题。我们提出了两种不同的方法来手征异常:一个基于超对称流体力学,另一个在量子电动力学的狄拉克方程的形式类比。我们计算了T = 0时超净情况下由于不同衰变过程引起的节费米子阻尼,发现我们处于一个弹道机制ωτ>> 1。我们建议使用气凝胶或水凝胶杂质以在T = 0时达到流体动力学状态ωτ<< 1。本文讨论了总线性动量守恒方程中的谱流概念和反常流与准粒子流时间导数之间的精确抵消。我们建议推导和求解动力学方程的节点准粒子在流体动力学和弹道制度,以证明这种取消明确。我们简要地讨论了不同于阻尼的其他剩余相互作用的作用,并邀请实验工作者在低温下测量3 He的A相轨道波的谱和阻尼。
2011-05-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Low-Lying Collective Excitations of Superconductors and Charged Superfluids
该研究基于高斯对涨落和密度涨落方法,在BCS-BEC渡越区理论上研究了超导体和带电超流体的低能集体激发,发现强耦合下出现新的激发分支,其行为随动量和温度变化。
2023-06-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
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
Collective excitations of a Bose-Einstein condensate of hard-core bosons and their mediated interactions: from two-body bound states to mediated superfluidity
本文研究硬核玻色子气体中集体激发的介导相互作用,发现其支持依赖于气体性质的两体束缚态,并在BKT理论框架下展示了超流参数和临界温度的可调性,为超冷气体和固态系统研究开辟新途径。
2023-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Phase diagram, extended domain walls, and soft collective modes in a three component fermionic superfluid
本文研究了具有弱吸引相互作用的三组分费米气体的相图,它显示出三个超流相和一个正常相。在弱对称性破缺时,两个超流体之间的畴壁的存在引入了一个新的长度尺度,该尺度远大于每个超流体的相干长度。特别是,这限制了局部密度近似的适用性,在被困的情况下,我们也讨论。在相同的制度下,系统主机软集体模式的质量远远小于个别超流体的能隙。我们推导出它们在零温度和有限温度下的色散关系,并证明它们的存在会导致超流正常过渡附近的波动显着增强。
2008-10-03 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Pair-Breaking Collective Branch in BCS Superconductors and Superfluid Fermi Gases
我们证明了在超流费米气体和BCS超导体的对破缺连续体中存在集体激发分支。在零温度下,我们通过连续谱的分支切割,解析地继续了Anderson随机相位近似或高斯涨落中的集体模能量方程,得到了完整的复色散关系,包括强耦合区。只要化学势$μ$为正,波数低于$\sqrt{2mμ}/\hbar$(m为费米子质量),分支就存在。在长波长的限制,分支随波数的平方变化,与一个复杂的有效质量,我们计算分析任意的相互作用强度。
2019-05-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Collective Excitations and Nonequilibrium Phase Transition in Dissipative Fermionic Superfluids
我们预测了一个新的机制,诱导集体激发和非平衡相变的费米子超流体通过突然开关的两体损失,我们扩展BCS理论,完全纳入粒子数的变化。我们发现,突然打开的耗散诱导振幅振荡的超流序参量伴随着啁啾相位旋转作为粒子损失的结果。我们证明,当耗散引入到通过约瑟夫森结耦合的两个超流体之一时,它会引起一个非平衡动力学相变的特征在于消失的直流约瑟夫森电流。在超冷费米子原子的非弹性碰撞中,可以实现耗散诱导的集体模和非平衡相变。
2021-06-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
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
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
Collective modes of a soliton train in a Fermi superfluid
利用平均场理论,我们刻画了准一维费米超流体中孤子训练的集体模。除了预期的戈德斯通和希格斯模式,我们发现新的长寿命的间隙模式与孤子核心的振荡。孤子训练的不稳定性强烈依赖于相互作用强度和孤子间距。它可以通过用未成对的费米子填充每个孤子来稳定,从而形成相称的富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫(FFLO)相。我们发现这样的状态总是动态稳定的,这为通过相位印记在实验中实现长寿命的FFLO状态铺平了道路。
2017-06-30 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Correlation effects and collective excitations in bosonic bilayers: role of quantum statistics, superfluidity and dimerization transition
本文研究了一个两组分二维偶极玻色体系。通过量子蒙特卡罗模拟,在很宽的层间距范围内,我们详细分析了对关联函数,静态响应函数,动能和相互作用能。通过减少层间距,我们观察到从弱到强结合二聚体状态的过渡。过渡是伴随着发病的短程相关性,抑制超流响应,和rotonization的激发光谱。用随机重构法和矩量法研究了二聚化过程中{ \em同相}(对称)和{ \em异相}(反对称)集体模的色散规律和动力学结构因子.反对称模谱的影响最强烈的抑制层超流性(指定的超流分数$γ_s=ρ_s/ρ$)。在一个纯粹的超流/正常的阶段,只有声/光(间隙)模式恢复。在部分超流相中,两者同时存在,并且分散体分裂成对应于正常和超流组分的两个分支。声学模式的频谱权重与$γ_s$成线性比例。当$γ_s$由于二聚体状态的形成而减少时,该权重转移到光学分支。总之,我们展示了如何在偶极双层的层间二聚可以唯一地确定静态和动态性能。
2016-04-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Collective modes and superfluidity of a two-dimensional ultracold Bose gas
量子液体的集体模式深刻地塑造和影响了它的性质,包括它的涌现现象,如超流性。在这里,我们提出了如何二维玻色气体响应于一个移动的晶格势。特别是,我们讨论了如何诱导加热速率依赖于相互作用强度和温度。这项研究的动机是Sobirey { \it et al.} arXiv:2005.07607(2020),我们提供了一个定量的理解。超越现有的测量,我们证明了这种探测方法可以识别量子液体中的第一和第二声音。我们表明,这两种声音模式进行杂交作为相互作用强度的函数,我们建议检测实验。这给了一个新的洞察玻色气体的两个制度,通过层次结构的声音模式定义。
2020-09-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Explanation of Superfluidity Using the Berry Connection for Many-Body Wave Functions
我们证明了两种超流现象,弱相互作用玻色子的超流性和BCS模型的超导电性,统一使用集体模式所产生的Berry连接多体波函数。超流性的产生是由于这种集体模的存在,这种集体模是通过粒子间的相互作用而稳定的,这种相互作用引起了参与集体模的粒子数的波动,这表明这种集体模的存在及其稳定性比电子对的形成对超导电性的发生更为重要。
2020-01-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Superfluid density and collective modes of fermion superfluid in dice lattice
研究了吸引哈伯德模型在骰子格子中的超流性质。结果表明,三个超流序参量随相互作用的增大而增大。当填充因子落在平带时,由于态密度无限大,所得到的超流序参量与相互作用强度成正比,这与通常超流(或超导体)的指数小序参量形成了鲜明的对比。当相互作用较弱,填充因子接近最低能带的底部(或最高能带的顶部)时,超流密度由最低(或最高)单粒子能带的有效质量决定。当相互作用较强而填充因子较小时,超流密度与相互作用强度成反比,而相互作用强度与紧束缚电子对的有效质量有关。在强相互作用极限和有限填充条件下,超流密度的渐近行为可以用填充因子的抛物线函数来描述。当填充物为平带时,随着相互作用的减小,超流密度呈现对数奇异性。另外,对于强相互作用,存在三种无阻尼集体模。最低激发态为无带隙声子,表现为总密度振荡。另外两个是带隙的Leggett模,对应于亚晶格之间的相对密度波动。集体模式也反映在两粒子谱函数的尖锐的峰值。此外,还发现两粒子谱函数满足一个精确的求和规则,该规则与填充因子(或粒子密度)直接相关。谱函数的求和规则可能有助于区分实验中的空穴掺杂和粒子掺杂超流体(超导体)。
2022-05-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electromagnetic fluctuation and collective modes in relativistic bosonic superfluid in mixed dimensions
该研究在高斯近似下分析三维和二维带电相对论性玻色超流体的电磁涨落,导出三维旋子模式及其存在条件,并证明二维无类旋子激发且给出色散渐近线。
2023-10-12 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
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
Collective excitations of a strongly-correlated non-equilibrium photon fluid across the Mott/superfluid phase transition
我们发展了一个Gutzwiller理论,研究了在非马尔可夫非相干泵浦驱动下强相互作用光子流体的非平衡定态。特别是,我们探讨的集体激发模式的整个平衡Mott/超流过渡,表征的扩散Goldstone模式在超流相和粒子/空穴激发在绝缘的。突出显示了系统的泵浦-探测光学响应中的可观察特征。我们的研究结果似乎是实验上最先进的电路QED设备,并开辟了道路,驱动耗散流体的光作为量子模拟器的新的多体方案。
2022-11-14 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
The Higgs mode in a superfluid of Dirac fermions
我们在最近的冷原子实验的启发下,研究了蜂窝晶格上s波超流态的Higgs振幅模。我们考虑有吸引力的哈伯德模型,并专注于半金属和超流相之间的量子相变附近。在过渡的任何一侧,我们发现集体模式激发是稳定的,对衰变成准粒子对。在半金属相,集体模具有“Cooperon”和激子特征。这些模在量子相变中平稳地演化,成为超流相的Anderson-Bogoliubov模和Higgs模。集体模式被容纳在准粒子对连续体中的窗口内,这是由于蜂窝晶格上的线性狄拉克色散而产生的,并且允许尖锐的集体激发。布拉格散射可以用来测量冷原子实验中的这些激发,提供了一个罕见的例子,其中集体模式可以跟踪整个量子相变。
2013-03-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Collective modes and superflow instabilities of strongly correlated Fermi superfluids
我们研究了作为强关联s波费米子超流原型的单带费米子吸引哈伯德模型的超流相。我们发现,这种超流体的集体模式谱的展品,除了长波长的声音模式,一个尖锐的roton模式在很宽的范围内的密度和相互作用强度。我们计算的声速和roton间隙内的广义随机相位近似(GRPA),并表明GRPA的结果是在良好的协议,在强耦合,与自旋波分析适当的强耦合赝自旋模型。我们还调查,使用这种双管齐下的方法,在存在的超流的超流性的崩溃。我们发现,超流可以打破通过几个不同的机制- depairing,朗道不稳定性或动力学不稳定性-取决于维数,相互作用强度和费米子密度在临界流动量。这些不稳定性中最有趣的是电荷调制动力学不稳定性,这是不同于以前研究的玻色超流体的动力学不稳定性。与这种不稳定性相关联的电荷顺序可以是两种类型:(i)由布里渊区拐角处的旋子模式软化驱动的相称棋盘调制,或者(ii)由Bogoliubov准粒子的超流诱导的有限动量配对引起的无公度密度调制。我们阐明了动力学相图显示的临界流动动量的领先的不稳定性在很宽的范围内的费米子密度和相互作用强度,并指出我们的研究结果的实验的影响冷原子费米子超流体在光晶格。
2009-10-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Time-Dependent Density Functional Theory and the Real-Time Dynamics of Fermi Superfluids
本文描述了含时超流局域密度近似,它是密度泛函理论在超流费米系统及其实时动力学中的绝热推广。这一新的理论框架已被用于描述冷原子气体和核集体运动中的许多现象:在强相互作用的费米超流体中激发希格斯模式,产生量子化的涡旋,涡旋的交叉和重联,以高于临界速度的速度激发超流,在超流原子云的碰撞中激发量子冲击波和畴壁,原子核中集体态的激发。
2013-01-03 cond-mat.quant-gas nucl-th
Collective pairing of resonantly coupled microcavity polaritons
我们考虑了微腔极化激元在双极化激元费什巴赫共振附近调谐的可能相位。我们发现,以及定期极化激元超流相,一个“分子”超流存在,(准)长程序只对极化激元。我们描述了这种状态的实验签名。利用变分方法,我们找到了相图(临界温度,密度和激子光子失谐)。与超冷原子不同的是,分子超流体并不是天生不稳定的,我们的相图表明它在目前的实验中是可以实现的。
2014-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Collective modes in non-Hermitian fermionic superfluids
National Institute of Physics, University of the Philippines Diliman(菲律宾大学迪里曼分校国家物理研究所)
研究非厄米费米子超流体中的集体模式,基于非厄米量子力度规公式建立赝自旋框架,应用于驱动非厄米BCS哈密顿量,发现新型相位模式,其有能隙、共振谱依赖序参量相位且共振时响应有限,例外点出现时共振消失。
2026-07-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Non-Hermitian $p$-wave superfluid and effects of the inelastic three-body loss in a one-dimensional spin-polarized Fermi gas
本研究理论探讨一维自旋极化费米气体中的非厄米$p$-波超流性,结合林德布拉德形式的虚数原子-二聚体耦合分析原子损失对超流态稳定性的影响,发现小$p$-波有效范围是实现该超流态的关键。
2023-12-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con