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
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
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
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
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
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
Second sound and the superfluid fraction in a resonantly interacting Fermi gas
超流性是一种宏观量子现象，它在低于临界温度时出现，并导致物质的特殊行为，无摩擦流动，量子化涡旋的形成，以及转动惯量的淬灭都是有趣的例子。对于有限温度下超流体所表现出的许多现象，一个引人注目的解释可以用两种流体的混合物来给出，这种混合物由行为像普通流体的正常组分和具有零粘度和零熵的超流体组分组成。超流体系统的重要例子是液氦和中子星。最近，超冷原子气体作为新的超流体系统出现，具有前所未有的控制相互作用和外部约束的可能性。本文报道了在超冷费米气体中首次观测到的共振相互作用的“第二声”。第二种声音是超流体的双组分性质的显著表现，对应于熵波，其中超流体和非超流体组分以相反的相位振荡，不同于普通声音（“第一种声音”），其中它们同相振荡。第二声速明显取决于超流分数的值，超流分数是一个对基元激发谱敏感的量。我们的测量使我们能够提取超流分数的温度依赖性，这在强相互作用的量子气体中是一个无法获得的量。
2013-02-12 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
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
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
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
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
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
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
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
Superfluid/ferromagnet/superfluid junction and $π$-phase in a superfluid Fermi gas
研究了超流费米气体中超流/铁磁/超流（SFS）结的可能性。为了以一种简单的方式检验这种可能性，我们考虑了在平均场理论下的$T=0$上的一个有吸引力的哈伯德模型.当粒子数不平衡的超流费米气体中嵌入势垒时（$N_\uparrow>N_\downarrow$，其中$N_σ$是具有赝自旋$σ=\uparrow,\downarrow$的原子的数目），在过量的$\uparrow$ -自旋原子位于其周围的意义上，该势垒被示出为{ \it磁化}。由此产生的超流费米气体在空间上被该{ \it铁磁体}分成两部分，从而获得类似于在超导性中讨论的超导体/铁磁体/超导体结的结。事实上，我们表明，所谓的$π$相，这是一个典型的现象，在SFS结，实现了，超流序参量改变其跨结的符号。我们的研究结果将有助于利用超冷费米气体研究磁效应对费米超流性的影响。
2010-06-18 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
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
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
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
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
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
Polaron in a $p+ip$ Fermi topological superfluid
研究了杂质与二维$p+ip$费米超流体相互作用诱导的极化子激发。当费米-费米对相互作用被调谐时，背景费米超流体经历拓扑相变。我们表明，这样的过渡是伴随着一个不连续的极化子能量的二阶导数，无论杂质费米子相互作用。我们还确定了一个极化子三聚体交叉时，费米超流体是在强相互作用，因此拓扑平凡，制度。然而，三聚体的状态是亚稳态对分子状态的杂质绑定Bogoliubov准粒子从费米超流体。通过比较极化子到分子的跃迁在我们的系统与非相互作用的费米海中的杂质，我们发现，配对相互作用的背景费米超流体有效地促进杂质费米子绑定。我们的研究结果表明，使用的杂质作为探针检测拓扑相变的背景下，他们也揭示了有趣的竞争系统中的各种多体状态之间的可能性。
2019-03-18 cond-mat.quant-gas
Interlayer superfluidity in bilayer systems of fermionic polar molecules
我们认为费米子极性分子的双层几何形状，它们是垂直于层，这允许低非弹性损失和超流配对。不同层间分子间的偶极-偶极相互作用导致了层间超流体的出现。超流机制的范围从BCS类费米超流性与高$T_c$玻色-爱因斯坦（准）凝聚层间二聚体，从而表现出一个独特的BCS-BEC交叉。我们表明，在目前的实验条件下，可以覆盖整个交叉制度。
2010-11-26 cond-mat.quant-gas
Superfluid theory of a gas of polarized dipolar Fermi molecules
提出了极化偶极费米气体的超流理论。对于由两个带正电荷和负电荷的原子组成的偶极分子，我们导出了有效偶极-偶极配对相互作用。利用这种对相互作用，我们表明，所得到的BCS间隙方程是不遭受众所周知的紫外发散，使人们可以定量预测超流性质的偶极费米气体。利用这种无截止的超流理论，我们研究了T=0时超流序参量的对称性。我们还讨论了费米面的变形，起源于偶极-偶极相互作用的各向异性。
2013-07-08 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
Ultra-cold fermions in the flatland: evolution from BCS to Bose superfluidity in two-dimensions with spin-orbit and Zeeman fields
本文讨论了二维超冷费米子从BCS到玻色超流性的演化，并讨论了同时存在自旋轨道场和塞曼场的情况。我们分析了几个热力学性质来表征不同的超流相，包括压力，压缩性，诱导极化，和自旋磁化率。此外，我们计算的动量分布和构造拓扑不变量的超流相。
2012-06-21 cond-mat.quant-gas
Topological Fulde-Ferrell Superfluids of a Spin-Orbit Coupled Fermi Gas
拓扑费米超流体在物理学的各个领域都扮演着重要的角色。然而，所有以前的研究都集中在库珀对具有零质心动量的情况下（即正常超流体）。非零动量对的Fulde-Ferrell超流体的拓扑结构一直没有得到研究，直到最近的研究发现，自旋-轨道耦合费米气体中的Fulde-Ferrell超流体在低维实空间中可以容纳Majorana费米子，在三维动量空间中可以容纳Weyl费米子.本文首先讨论了塞曼场作用下光晶格中自旋-轨道耦合费米气体的配对机制，发现自旋-轨道耦合和塞曼场增强了Fulde-Ferrell态，抑制了Larkin-Ovchinnikov态。然后，我们提出了低温相图，包括FF超流体和拓扑FF超流体相在二维和三维。在一维空间中，我们看到了马约拉纳费米子和与相位相关的序参量。在三维空间中，我们给出了Weyl费米子在动量空间中的各向异性线性色散、费米拱和远离$k_{\perp}=0$的无隙性等性质。最后，我们讨论了冷原子系统中探测FF超流体和拓扑FF超流体的可能方法。
2014-12-25 cond-mat.quant-gas
Superfluid/ferromagnet/superfluid-junction and $π$-phase in a superfluid Fermi gas at finite temperatures
研究了极化超流费米气体（$N_\uparrow>N_\downarrow$，其中$N_σ$是赝自旋$σ$描述的超精细态原子数）中$π$相的稳定性.在我们以前的论文[T. Kashimura，S. Tsuchiya和Y. Ohashi，Phys.Rev.A { \bf 82}，033617（2010）]，我们表明，位于嵌入系统中的势垒周围的过量原子（$ΔN=N_\uparrow-N_\downarrow$）在T=0时诱导$π$ -相，其中超流序参量的相跨结相差$π$。在本文中，我们扩展我们以前的工作，包括温度的影响内的平均场论。我们表明，$π$ -相是稳定的，即使在有限的温度下，虽然从$π$ -相的过渡到0-相最终发生在一定的温度。我们的研究结果表明，$π$ -相是实验上可以在冷费米气体。
2011-07-01 cond-mat.quant-gas
s- and p-superfluidity of Fermi atoms in Bose-Fermi mixtures
p波超流体具有容错量子态操纵所必需的非平凡拓扑特征。然而，p波状态的实际实现仍然是一个具有挑战性的问题。我们研究了费米气体和旋量玻色子气体混合物中的s波和p波超流性，并导出了这些超流态的一般能隙方程。数值求解s波态的能隙方程，我们量化了在没有s波态的混合物的情况下，在原子物理学的良好控制的环境中实现纯p波态的物理条件。
2021-11-08 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
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
Coreless vorticity in multicomponent Bose and Fermi superfluids
本文研究了两组分玻色-爱因斯坦凝聚体和具有吸引相互作用的三组分费米气体中的量子化涡旋。在这些系统中，涡核可以是空的（在费米子的情况下是正常的），也可以充满另一种超流体。我们确定临界值的参数-化学势，散射长度和费米气体，温度-在这两种类型的涡旋之间发生相变。粒子数不平衡可以导致多组分超流体中的超流核（无核）涡，否则只支持通常的涡。对于多组分费米气体，我们构造了包含无核涡区的相图。我们使用适当的局部近似将我们的结果扩展到被囚禁的玻色子和费米子，这超出了通常的被囚禁的玻色子的Crachas-Fermi近似。
2009-09-21 cond-mat.quant-gas
Probing phase-separation in Bose-Fermi mixtures by the critical superfluid velocity
本文研究了自旋极化费米子对位于光晶格上的玻色-费米混合体超流玻色子相互作用的影响，特别强调了诱导相分离的可能性。利用一组与$^{40}$ K- $^{87}$ Rb混合物有关的微观参数，我们展示了如何通过玻色凝聚体的临界超流速度直接探测相分离判据。我们报告的超流速度的大小及其依赖于陷阱的深度，玻色子-费米子相互作用，和费米子填充分数的定量结果。所有这些参数都可以通过实验以明确定义的方式进行控制。我们提出了一个实验装置探测临界超流速度。
2009-08-11 cond-mat.quant-gas
Appropriate conditions to realize a $p$-wave superfluid state starting from a spin-orbit coupled $s$-wave superfluid Fermi gas
本文从理论上研究了自旋-轨道耦合的$s$波超流体费米气体，考察了在$t=0$处的$s$波对相互作用被$p$波对相互作用取代后系统的时间演化。在我们最近的论文中，我们提出这种操纵可以实现$p$波超流费米气体，因为在$s$波超流态中由宇称破缺的反对称自旋轨道相互作用诱导的$p$波对振幅在$p$波相互作用开启后立即给出非零的$p$波超流序参量。使用时间相关的Bogoliubov-deGennes理论，我们评估了在各种条件下关于$s$ -波和$p$ -波相互作用强度以及自旋-轨道耦合强度的这一想法。由此阐明了费米原子在初始$s$波态（$t<0$）中的动量分布是产生大$p$波超流体序参量的关键.由于实现$p$波超流态是冷费米气体物理中最令人兴奋和最困难的挑战之一，我们的结果可能提供一种可能的方法来实现这一点。
2017-01-28 cond-mat.quant-gas
Structure and dynamics of a rotating superfluid Bose-Fermi mixture
研究了由超流玻色子和双组分（自旋上下）超流费米子组成的旋转超流玻色-费米混合体（SBFM）的结构和动力学。给出了特定参数下非旋转SBFM的基态相图，其中非旋转SBFM的基态组态主要由玻色子-费米子相互作用决定。对于旋转的情况下，SBFM具有足够大的旋转频率，我们表明，该系统支持一个混合相和三个典型的层分离相。特别地，在旋转SBFM的动力学演化过程中，费米子超流中可见涡旋的形成表现出明显的滞后效应，这与旋转二组分玻色-爱因斯坦凝聚体的情况明显不同.
2014-11-19 cond-mat.quant-gas
Three-dimensional spin-orbit coupled Fermi gases: Fulde-Ferrell pairing, Majorana fermions, Weyl fermions and gapless topological superfluidity
本文从理论上研究了面外和面内塞曼场共同作用下具有Rashba自旋轨道耦合的三维费米气体。我们发现，由足够大的塞曼场驱动，无论是面外还是面内，该系统的超流相表现出许多有趣的特征，包括非均匀的富尔德-费雷尔配对，有隙或无隙拓扑秩序和奇异的准粒子激发，称为外尔费米子，在动量空间中具有线性能量色散（即，无质量狄拉克费米子）。拓扑超流相可以有四个或两个拓扑保护的外尔节点。我们提出了在零温度和有限温度下的相图，并讨论了在具有合成自旋轨道耦合的原子费米气体中观察它们的可能性。在这方面，拓扑超流相与不完美的Rashba自旋轨道耦合进行了研究。
2014-11-11 cond-mat.quant-gas
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
Singlet and Triplet Superfluid Competition in a Mixture of Two-Component Fermi and One-Component Dipolar Bose Gases
我们考虑的混合物的两个组件的费米和（一个组件）偶极玻色气体中的偶极相互作用和s波散射的费米子相反的自旋是可调的。我们发现在长波长范围内，偶极凝聚体声子引起的费米-费米相互作用的各向异性可以强烈地增强三重态通道中的散射。我们详细研究了三重态超流体开始与单重态超流体竞争的最佳临界温度的条件。
2011-04-27 cond-mat.quant-gas
Artificial spin-orbit coupling in ultra-cold Fermi superfluids
我们发展了一个理论的存在下的自旋轨道耦合和塞曼领域的相互作用的费米子，并表明，许多新的超流体相，这是拓扑性质，出现。根据自旋轨道耦合、塞曼场和相互作用的值，最初有间隙的s波超流体获得p波、d波、f波和更高的角动量分量，这些分量在激发光谱中产生零，使超流体无间隙。根据自旋轨道耦合、塞曼场或相互作用，可以获得几个多临界点，将拓扑超流体相与正常或非均匀相分开，为可调拓扑超流体的研究奠定了基础。
2011-10-28 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
Proposed method to realize the $p$-wave superfluid state using a $s$-wave superfluid Fermi gas with a synthetic spin-orbit interaction
我们从理论上提出了在超冷费米气体中达到$p$波超流相的设想.我们的思想的关键是费米超流体的对对称性完全由超流体的序参量的对称性所支配，而序参量的对称性本质上是由对振幅和对相互作用的乘积所决定的。注意到这一点，在我们的建议中，我们首先准备一个$p$波对振幅，不使用$p$波相互作用，但使用的现象，$p$波对振幅是诱导在一个$s$波超流体费米气体反对称自旋轨道相互作用。在这种情况下，虽然系统仍然处于具有$s$波超流序参量的$s$波超流态，但当突然用适当的$p$波相互作用代替$s$波相互作用时，（这在冷费米气体中通过使用费什巴赫共振技术是可能的），- $p$ -波相互作用和已经在自旋-轨道耦合$s$中准备的$p$ -波对振幅的乘积，波超流态直接给出一个有限的$p$ -波超流序参量。因此，至少就在该操作之后，系统处于$p$波超流状态，其特征在于人工产生的$p$波超流参数。在本文中，为了评估我们的想法，我们评估的$p$波对振幅在自旋-轨道耦合的$s$波超流体费米气体在$T=0$。我们确定的区域中获得一个大的$p$ -波对振幅的相位图相对于的$s$ -波配对相互作用和自旋轨道耦合的强度。我们还从超流相变温度的角度讨论了这个最佳区域的可达性。由于实现$p$波超流体费米气体是冷原子物理学中最关键的问题之一，我们的建议将有助于这一令人兴奋的挑战。
2015-04-15 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
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
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
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
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
Unconventional superfluidity of fermions in Bose-Fermi mixtures
我们研究了单组分费米子和偶极玻色子的二维混合体。我们计算了费米子在正常态和库珀对通道中的自激能，并通过一阶顶点修正导出了修正的Eliashberg方程。我们预测超流体的外观与各种非标准的配对对称性在实验上可行的过渡温度内的强耦合限制的Eliashberg方程。这些超流体的激发是任意子的，并且遵循非阿贝尔统计。
2010-03-01 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
Hydrodynamic equations for a U(N) invariant superfluid
本文发展了耦合超流与磁化动力学的 U(N) 不变超流体流体力学方程，揭示了速度非零时两者的耦合及对声波的修正，并证明其可由一般内部对称性方程导出。
2024-05-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Generalized Second-Order Thomas-Fermi Method for Superfluid Fermi Systems
利用Hartree-Fock-Bogoliubov方程格林函数的$\hbar$展开式，我们将二阶非线性近似推广到广义超流费米系统，引入了密度相关的有效质量和自旋轨道势.我们首先在有限核的计算中实现并检验了准粒子谱在不同能量区间上的全修正项。最后，将这种广义的超流费米方法应用于各种非均匀超流费米系统。
2016-01-28 cond-mat.quant-gas nucl-th
