Many-body density of states of bosonic and fermionic gases: a combinatorial approach
本文用组合方法推导等间隔单粒子谱下费米与玻色气体多体态密度的精确表达式，证明二者仅相差基态能量平移，并发现 Bethe 近似有效区内态密度与粒子数无关。
2025-02-10 cond-mat.quant-gas nlin.SI quant-ph
Microscopic Observation of Pauli Blocking in Degenerate Fermionic Lattice Gases
泡利不相容原理是量子统计最基本的表现形式之一。在这里，我们报告的本地观察自旋极化退化气体的费米子在光晶格。我们使用新一代量子气体显微镜探测气体，避免了光致损耗的常见问题。在带绝缘制度，我们测量到一个强的局部抑制粒子数的波动和低的局部熵每个原子。我们的工作为研究费米子量子物质在平衡态和非平衡态下的量子关联开辟了一条新的途径。
2015-12-23 cond-mat.quant-gas
Pairing correlations of cold fermionic gases at overflow from a narrow to a wide harmonic trap
在Hartree-Fock-Bogoliubov理论的框架下，我们研究了超流费米系统从小容器到大容器时的行为。由于实验技术的最新进展，这种系统现在可以实现。它将允许更好地理解在溢出和一般在快速变化的外部电位的配对属性。
2014-11-05 cond-mat.quant-gas nucl-th
One-dimensional spin-1/2 fermionic gases with two-body losses: weak dissipation and spin conservation
本文从理论上分析了一维自旋为1/2的费米子气体在弱两体损失下的动力学。我们的方法强调了自旋守恒在确定全时演化中所起的关键作用。我们特别关注最初在具有完全对称自旋波函数的迪克态、带状绝缘体或莫特绝缘体中制备的气体的动力学。在后一种情况下，我们调查的出现，一个稳定的氢解决净化的气体。我们的研究结果可以帮助建模和理解最近的实验与碱土（类）气体，如镱或费米子分子。
2021-09-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Pseudogap in fermionic density of states in the BCS-BEC crossover of atomic Fermi gases
研究了超冷费米气体在BCS-BEC交叉区的赝能隙行为。我们计算的状态密度（DOS），以及单粒子的光谱重量，以上的超流转变温度$T_{\rm c}$，包括配对波动内的$T$矩阵近似。我们发现DOS在BCS-BEC交叉区域呈现出赝能隙结构，在幺正极限附近表现得最为显著。我们确定了赝能隙温度$T^*$，在该温度下，DOS中的赝能隙结构消失。我们还引入了另一个温度$T^{**}$，在该温度下，光谱权重中的BCS样双峰结构消失。当在BCS体系中发现$T^*>T^{**}$时，在交叉和BEC体系中$T^{**}$变得高于$T^*$。我们还确定了温度和配对相互作用的相图中的赝能隙区域。
2009-06-22 cond-mat.quant-gas
Peltier cooling of fermionic quantum gases
基于珀耳帖热电效应和能量过滤原理，提出了一种费米量子气体的冷却方案。待冷却的系统连接到另一个作为储存器的谐波捕获气体。冷却是通过两个同时进行的过程实现的：（i）系统被蒸发冷却，以及（ii）来自储层费米表面深处的冷费米子被注入到系统费米能级以下，以填充“空洞”能量分布。这是通过将系统连接到储存器的传输系数的适当的能量依赖性来实现的。这两个过程可以被看作是颗粒和孔的同时蒸发冷却。我们表明，每个粒子的熵显着降低和更快的冷却速率可以实现比只使用蒸发冷却。
2014-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
On the ground-state energy of a mixture of two different oppositely polarized fermionic gases
本文报道了对极性相反的$N_a$自旋$1/2$费米子$a$（质量为$m_a$）和$a_0$自旋$1/2$费米子$b$（质量为$m_b$）（$ρ=N/V$，$N=N_a+N_b$）的混合物的基态能量的阶$(k_{\rm F}a_0)^2$修正的计算结果。它表明，结果的文件\cite{FraPil}，其中相同的修正已完全数值计算，使用更传统的方法，可以很容易地和半解析再现使用有效场理论技术。
2021-11-29 cond-mat.quant-gas
Cavity-induced chiral states of fermionic quantum gases
我们研究了置于光学腔中的超冷费米子，并将其置于光晶格中。横向行波激光束与动态腔场一起诱导了一个双光子拉曼辅助隧穿过程，该过程沿阶梯的梯级具有空间相关的相位印记。我们确定了腔场和原子之间的反馈机制可能发生的稳态。我们发现一个有限的腔场振幅的自发出现，导致一个人工磁场的费米子原子感到。这些形成携带手性电流的手性绝缘或手性液态。我们探讨了丰富的状态图作为一个函数的横向激光束的功率，原子填充，和腔诱导隧穿过程中的相位印记。自组织手征态的横向激光功率的突然发作或缓慢的指数激活都可能发生。
2016-02-04 cond-mat.quant-gas
Emergent criticality and universality class of spin and charge density wave transitions of two-component lattice Bose gases in optical cavities at finite temperature
研究了光晶格中二组元晶格旋量玻色气体在Mott-绝缘体极限下的有限温度自旋密度波（SDW）和电荷密度波（CDW）跃迁。在约为原位相互作用能一半的温度范围内，我们发现了一个新的临界区域，特别是一条新的双临界线和两条临界线，分别与有限温度的SDW-CDW，SDW-SDW和SDW-CDW转变有关。对标度行为的临界指数的直接计算和在此临界区的有效理论研究表明，它们属于五维Ising普适类，清楚地表明了系统相互作用的长程性质。我们的预测的紧急临界可以很容易地观察到目前的实验装置在中间温度范围内的一半左右的现场相互作用能。
2020-12-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Homogeneous fermionic Hubbard gases in a flat-top optical lattice
本文开发融合平顶光晶格与光箱阱的混合势，实现约8×10⁵位点的三维均匀费米哈伯德气体，通过射频光谱测量双占据分数，揭示金属-莫特转变及波梅兰丘克效应等关键物理现象。
2025-02-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Quantum phase diagrams of fermionic dipolar gases for an arbitrary orientation of dipole moment in a planar array of 1D tubes
本文系统地研究了偶极矩任意取向的一维势管平面阵列中费米子偶极气体的基态性质。利用广义Bogoliubov变换的Luttinger液体理论，我们计算了各种相关量子级的元激发和Luttinger标度指数。得到了任意偶极矩极角下的完整量子相图，包括电荷密度波、p波超流、管间规范相密度波和管间s波超流，其中后两种超流破坏了系统的U（1）规范对称性（管内粒子数守恒），并且只在管间相互作用大于管内相互作用时出现.然后，我们讨论了这些多体相的物理性质及其与某些固态系统的关系。
2009-08-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Understanding the superfluid phase diagram in trapped Fermi gases
捕获的超冷费米气体提供了一个系统，可以通过磁场费什巴赫共振在BCS和BEC制度之间进行调谐。用扫描技术将费米子原子成对投射到分子上，实验证明了$^{40}$ K气体中费米子原子对的凝聚。在本文中，我们检查以前的数据与这种技术，探测在温度-磁场平面的相边界。比较的$^{40}$ K数据的理论计算的相图表明两者之间的良好协议。
2005-12-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Collective modes of ultracold fermionic alkaline-earth gases with SU(N) symmetry
我们计算了超冷囚禁的碱土费米子原子的集体模，它具有SU（$N$）对称的核自旋自由度，和一个可控的$N$，与$10$大的$N$。本文计算了二维和三维简谐囚禁气体的呼吸模和四极模。我们特别集中在二维气体，在那里的位移是更容易实验，物理有特殊的功能。我们目前的结果作为温度，相互作用强度，密度和$N$的函数。我们包括计算跨碰撞流体动力学交叉。我们假设气体的相互作用很弱，因此它可以用一个包含平均场项和碰撞积分的玻尔兹曼-弗拉索夫方程来描述。我们解决这个问题的近似缩放animals，照顾在二维保持系统的缩放对称性。我们预测集体模式的频率偏移和阻尼，表明这些是可测量的实验相关制度。我们希望这些结果提供强有力的工具来表征相互作用和碱土气体的状态，以及奠定基础，为未来的工作，例如在强相互作用的气体和SU（$N$）自旋模式。
2020-05-11 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Ultracold Fermi Gases with Emergent SU(N) Symmetry
本文综述了具有SU $(N)$对称性的超冷碱土金属费米气体的实验和理论研究进展。重点是描述近年来突破性的实验成果。后者包括冷却到低于镱和锶的各种同位素的量子简并度，光学费什巴赫共振和光学Stern-Gerlach效应的演示，$^{173}$ Yb原子的莫特绝缘体的实现，各种费米-玻色混合物的产生以及在光晶格时钟中观察多体物理。在理论方面，我们调查动物园的阶段，已预测的两种气体在一个陷阱，并载入一个光晶格，专注于二维和三维系统。我们还讨论了实现这些阶段所面临的一些挑战，例如达到观察磁性和更奇异的量子顺序所需的温度标度，以及处理激发电子能级的碰撞弛豫。
2014-03-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Comparing fermionic superfluids in two and three dimensions
几十年来，了解非常规超导性的起源一直是凝聚态物理的主要焦点。虽然许多问题仍然没有答案，但实验发现，具有最高临界温度的系统往往是层状材料，其中超导性发生在二维（2D）结构中。然而，在何种程度上这些强关联的二维超流体的显着稳定性是与他们的降维仍然是一个悬而未决的问题。在这项工作中，我们使用超冷费米子原子的稀释气体作为模型系统，直接观察维数对强相互作用费米子超流体的影响。我们实现这一点，通过测量超流间隙的强相关准二维费米气体在很宽的范围内的相互作用强度和比较的结果，最近在三维费米气体的测量。我们发现，超流间隙遵循相同的通用功能的相互作用强度在这两个系统中，这表明有没有内在的差异，在费米超流的稳定性之间的二维和三维量子气体。最后，我们比较我们的数据从固态系统的结果，并找到一个类似的相互作用强度和间隙之间的关系，为广泛的二维和三维超导体。
2021-06-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spontaneous Peierls dimerization and emergent bond order in one-dimensional dipolar gases
我们研究了偶极相互作用在一维系统中的影响，并与观察被困原子和分子偶极气体的奇异多体效应的可能性有关。通过结合分析和数值计算的方法，我们展示了如何短期和长期的相互作用之间的竞争引起令人沮丧的影响，导致稳定的自发二聚相的特点是键序。这种真正的量子秩序是尖锐区别于莫特和自旋密度波相位，并可以明确地探测通过测量非本地序参量原位成像技术。
2014-12-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Magnetic crystals and helical liquids in alkaline-earth fermionic gases
在核自旋为I的一维碱土类费米子气体中，合成规范势和原子接触排斥的共同作用导致了具有有趣性质的分数绝缘态和导电态的存在.通过分析玻色化技术和基于密度矩阵重整化群算法的数值方法，我们揭示了这些相的存在和特征。特别是，我们表明，无间隙的阶段可以支持螺旋模式，而有间隙的状态，它出现在一定的条件下，其特征在于密度和磁序。只有自旋I大于1/2时才会出现几个明显的特征，这使得他们对冷原子的研究独一无二。最后，我们将讨论这些状态与薄环面极限中的非常规分数量子霍尔效应的性质有关。这种层次结构的状态的属性可以在最先进的冷原子实验室中进行实验研究。
2015-04-01 cond-mat.quant-gas
Dynamics of a Lattice Gauge Theory with Fermionic Matter -- Minimal Quantum Simulator with Time-Dependent Impurities in Ultracold Gases
本文提出了一个极小模型来研究冷原子量子模拟装置中耦合到费米子物质的$\mathbb{Z}_2$格点规范理论的实时动力学。我们表明，动态的规范场可以测量的实验研究的时间演化的两对杂质，并建议在冷原子实验中实现该模型的协议。此外，我们讨论了一些意想不到的功能中发现的可积极限的模型，以及其扩展到不可积的情况下。在后一种情况下，我们的模型的潜在实验实现将允许人们模拟强相互作用的格点规范理论，超出了经典计算机的当前能力。
2018-08-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
BCS-BEC quantum phase transition and collective excitations in two-dimensional Fermi gases with p- and d-wave pairings
一般认为，在具有s波配对的费米子系统中，BCS-BEC演化是一个平滑的交叉。然而，对于非零轨道角动量配对，如p波或d波配对，系统在化学势$μ$消失的点经历量子相变。本文研究了二维p-和d-波对费米子系统的BCS-BEC量子相变和与序参量涨落有关的集体激发。我们表明，在这样的系统中的量子相变一般可以追溯到红外行为的费米激发在$μ=0$：$E_{\bf k}\sim k^l$，其中$l=1,2$是轨道角动量的量子数。热力学量的非解析性是由于在$μ=0$的费米激发引起的红外发散。因此，安德森-博戈留波夫模式的演化并不平滑：它的速度在量子相变中是非解析的。
2013-01-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-th
Orbital magnetism of ultracold fermionic gases in a lattice: dynamical mean-field approach
研究了光晶格中类碱土金属原子超冷四组分混合物的有限温度性质，该性质可用包含Hund交换耦合项的双带自旋$1/2$哈伯德模型有效描述.我们的主要目标是研究交换相互作用对有限温度磁相的影响，为广泛的晶格填充。我们使用动态平均场论方法和它的实空间推广，以获得有限温度相图，包括过渡到磁有序相。它允许确定最佳的实验制度接近超冷气体中的长程铁磁有序。我们还计算了磁有序相附近的熵，这为正在进行的和未来的实验提供了定量预测，旨在接近和研究光晶格中的长程有序态。
2016-05-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Emergent Infrared Conformal Dynamics in Strongly Interacting Quantum Gases
本研究发现一维谐振囚禁费米气体即使无严格标度对称相互作用，也能在红外极限下因邻近红外稳定标度不变相互作用的强重整化效应涌现共形动力学，其耗散率与平均功率均随囚禁频率趋于零而消失，为量子气体共形动力学研究提供了新维度。
2023-05-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
FFLO or Majorana superfluids: The fate of fermionic cold atoms in spin-orbit coupled optical lattices
最近在实验上实现了超冷原子的自旋轨道耦合，为探索新的量子物质开辟了一条全新的途径。在实验中，SOC是同时实施与塞曼场。这样的自旋轨道耦合费米气体被预测支持马约拉纳费米子与非阿贝尔交换统计在一维（1D）。然而，正如最近的理论和实验所示，一维自旋不平衡费米气体，塞曼场可以导致长期寻求的富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫（FFLO）超流体与非零动量库珀配对，在马约拉纳超流体的零动量配对。因此，一个自然的问题是，FFLO或马约拉纳超流体哪一相将在存在大塞曼场的自旋轨道耦合费米气体中生存。本文通过研究一维（准一维）自旋-轨道耦合费米冷原子光晶格的平均场量子相位来解决这个问题。
2013-07-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Emergent $s$-wave interactions in orbitally active quasi-two-dimensional Fermi gases
该研究通过实验证实了在准二维费米气体中，轨道自由度可诱导出具有$s$-波对称性的低能相互作用，并展示了利用射频光谱调控散射对称性的新途径。
2024-08-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Zero-temperature phase diagram of Bose-Fermi gaseous mixtures in optical lattices
本文研究了二维和三维光晶格中玻色子和费米子冷原子的基态相图。玻色子涨落和费米子原子之间的耦合可以是吸引的或排斥的，并且与晶体中的电子-声子耦合有相似之处。我们研究的行为的混合物的极限，其中Bogoliubov声速，决定玻色子动力学是可比的费米速度，因此延迟效应是物理学的重要组成部分。费米子密度对玻色子数变化的动态林哈德响应函数在某些临界频率以上可以改变符号，因此粒子之间的物种间相互作用变得排斥，而不是静态极限（瞬时且总是吸引）。考虑到上述情况，我们表明，相图的结构关键取决于玻色子和费米子的质量差。我们讨论的情况下，积分出费米场提供了一个额外的相互作用，可以减少或增加玻色子相干。
2010-05-26 cond-mat.quant-gas
Out-of-equilibrium quantum dynamics of fermionic gases in the presence of localized particle loss
我们解决的耗散缺陷引起的局部粒子损失的影响，在一维非相互作用的晶格费米气体被限制在一个区域内的大小$\ell$。我们考虑均匀系统内的硬壁和非均匀系统中的粒子被捕获的空间依赖的外部电位，如谐波陷阱。我们用Lindblad主方程描述了密度矩阵随时间的演化过程，并模拟了耗散粒子的衰变机制。由此产生的量子动力学分析的协议开始从基态的$N_0$粒子的哈密顿量，然后在一个耗散粒子损失缺陷的影响下，例如在系统的中心。考虑两种不同的情况：（i）固定初始粒子数$\ell$;（ii）固定初始平衡态热力学极限下的固定比例$N_0/\ell$.我们表明，粒子数和密度的量子演化发展各种渐近和中间动力学制度，和非平凡的大时间状态时，耗散机制作用在系统的中心。
2022-05-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Resonant scattering effect in spectroscopies of interacting atomic gases
我们考虑了强相互作用的原子气体的光谱，我们提出了一个模型来描述准粒子和无隙声子模式之间的耦合。我们的模型解释了各种光谱方法中费米子和玻色子原子气体的各种不同实验中的特征。
2010-06-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-equilibrium steady states of ideal bosonic and fermionic quantum gases
本文研究了玻色子和费米子驱动耗散理想量子气体的非平衡定态。我们专注于尖锐的粒子数的系统，驱动出平衡的耦合到几个不同温度的热浴或通过时间周期驱动结合耦合到一个热浴。在（Floquet-）Born-Markov理论的框架内，详细描述了几种分析和数值方法。这包括一个平均场论的占领数，一个增广的平均场论，考虑到也非平凡的两粒子相关性，和量子跳跃型蒙特卡罗模拟。对于理想费米气体的情况，这些方法被应用到简单的晶格模型，并指出通过浴工程实现奇异态的可能性。这项工作的最大部分致力于玻色量子气体和玻色选择现象，玻色选择是玻色凝聚的非平衡概括，其中选择多个单粒子态以获得大的占据[Phys. Rev. Lett. 111，240405（2013）]。在这种情况下，除其他外，我们提供了一个理论的过渡所选择的状态的变化，描述了一个有效的算法来找到所选择的状态的集合，调查超越平均场效应，并确定在玻色选择状态的热传输的主导机制。
2015-12-10 cond-mat.quant-gas
Interference and short-range correlation in fermionic Hubbard gases
本文在低温均匀费米子哈伯德气体中观测干涉图样，提出提取一阶关联的新方法，通过最近邻关联随填充率和相互作用强度的变化揭示了金属到莫特绝缘体的渡越及量子涨落驱动的虚隧穿过程。
2025-07-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Superradiant Transition to a Fermionic Quasicrystal in a Cavity
本文研究腔中一维费米气体在非公度偶极晶格下的超辐射相变，发现由间接共振效应诱导的一阶Dicke相变，其临界泵浦强度在间接共振修正填充数附近呈V形扭折，揭示了费米子本质并验证了准晶超辐射相变机制。
2023-08-08 cond-mat.quant-gas
Auxiliary field formalism for dilute fermionic atom gases with tunable interactions
我们发展了对应于自旋为1/2的费米子稀体系的辅助场形式。这个理论代表了最近由F. Cooper等人[Phys.Rev.Lett. 105，240402（2010）]来描述玻色粒子的稀释气体。在可调相互作用的假设下，该方法适用于研究超冷费米子原子气体中从Bardeen-Cooper-Schriffer（BCS）对态到玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）态的交叉.我们表明，当应用到费米的情况下，在零温度下，领先的辅助场（LOAF）近似给出了相同的方程中得到的标准BCS变分图片。在有限温度下，LOAF导致Sa de Melo，Randeria和Engelbrecht [Phys. Rev. Lett. 71，3202（1993）; Phys.Rev.B55，15153（1997）]。因此，LOAF提供了一个统一的框架来研究相互作用的费米气体。这里讨论的平均场结果可以通过计算单粒子不可约（1-PI）作用量修正，一阶一阶地得到系统的改进。
2011-05-25 cond-mat.quant-gas hep-ph nucl-th
Exploring emergent heterogeneous phases in strongly repulsive Fermi gases
最近的实验重新激发了人们对具有强排斥作用的超冷原子费米气体的兴趣。尽管它看起来很简单，但这个系统表现出复杂的行为，这是由两种不同的不稳定性的竞争作用造成的：铁磁性，它促进了自旋相互作用关系和畴的形成;配对，它使排斥的费米子原子不稳定，形成弱束缚的玻色子分子。最近，通过泵浦-探测光谱技术，已经实时观察到了由这种并发机制引起的均匀排斥费米液体的击穿[A. Amico等人，物理修订信函121，253602（2018）]。这些研究还导致了一种涌现的亚稳态多体状态的发现，这是一种不可预测的量子乳液，由与费米子相关的费米子和费米子对组成。在这里，我们详细调查这样一个异国情调的制度，通过研究的动力学和释放能量的演变，光谱响应和相干性的未配对的费米子人口，其自旋密度噪声相关性的属性。我们所有的观察一致指向一个低温非均匀相，在那里配对和未配对的费米子宏观共存，同时具有微观尺度的相分离。我们的研究结果开辟了新的吸引人的途径，探索量子乳液，也可能是非均匀的超流制度，对凝聚可能共存的磁秩序。
2019-10-31 cond-mat.quant-gas
Dynamics of large samples of repulsive Fermi gases at nonzero temperatures
我们开发了一个模型的二元费米子混合物，由大量的原子，适用于非零温度，在正常阶段。我们用这种方法来研究退化费米系统在各种扰动下的动力学。例如，我们分析了两组分费米子混合物的自旋偶极振荡，证明了铁磁相在温度升高时出现在组分之间的更强排斥。我们还研究了弱相互作用排斥费米气体的径向振荡。我们获得了良好的协议与实验数据时可用。另外，我们将我们的结果与Hartree-Fock轨道计算的结果进行了比较。
2022-01-28 cond-mat.quant-gas
Grassmann Phase Space Theory for the BEC/BCS Crossover in Cold Fermionic Atomic Gases
将格拉斯曼相空间理论（GSPT）应用于冷费米原子气体中的BEC/BCS交叉，并确定了BEC/BCS交叉的演化过程量子关联函数（QCF）的特性（随时间或温度），其指定：（a）单个库珀对中自旋向上和自旋向下的费米子原子的位置，以及（b）两个库珀对中两个自旋向上和两个自旋向下的费米子原子的位置这些QCF中的第一个与描述库珀对的尺寸变化有关，因为费米子-费米子耦合常数经由费什巴赫共振方法通过从BEC侧的小库珀对到BCS侧的大库珀对的交叉而改变。其中第二个QCF对于描述两个库珀对中费米子原子位置之间的相关性很重要，预计在交叉的BEC或BCS侧很小，但预计在强相互作用幺正区域中很重要，其中库珀对的大小与库珀对之间的间隔相当。在GPST中，QCF最终通过Grassmann随机动量场乘积的随机平均给出，并且GPST表明，在稍后的时间，Grassmann随机动量场乘积的随机平均（或较低温度）与较早时刻Grassmann随机动量场乘积的随机平均值线性相关（或更高的温度），并且线性关系中涉及的矩阵元素都是c数。这些矩阵元素对应于一个小的时间或温度增量的表达式已获得解析，提供所需的公式的演变，计划为未来的出版物的数值研究。各种初始条件被认为是，包括那些在零温度下的非相互作用的费米子气体和高温气体。
2023-02-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Emergent Fermi surface in a many-body non-Hermitian Fermionic chain
量子简并压力（QDP）强调了物质的稳定性，可以说是最普遍的多体效应。相关的费米面（FS）对物理现象有着广泛的影响，从电磁响应到纠缠熵（EE）面积定律的违反。鉴于近年来在有效非厄米描述下对凝聚态物理的研究取得了丰硕的成果，研究QDP和多体相互作用如何与非厄米效应相互作用成为当务之急。通过一个典型的临界一维费米子晶格与不对称的增益/损失，一个真正的空间FS显示自然出现，除了任何现有的动量空间FS。我们还仔细地表征这样的真实空间FS与EE，通过重整化温度封装的热激发和非厄米性的相互作用。最近邻排斥也被发现诱导竞争电荷密度波（CDW），可能会侵蚀真实空间FS。围绕临界和本地化的基本物理进一步分析与复杂的通量谱流。我们的研究结果可以用超冷费米子在适当设计的光晶格中的实验来证明。
2019-10-31 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
First Principle Predictions for Cold Fermionic Gases Near Criticality via Critical Boson Dominance and Anomaly Matching
本文利用基于临界玻色子交换和伸缩反常匹配的有效场论，对幺正极限附近的冷费米气体的压缩率和磁化率给出了解析预测，并在有效场论适用窗口内与数值模拟高度吻合。
2024-09-27 cond-mat.quant-gas hep-ph hep-th
Unleashing Emergent Fermions with Rydberg Atom Simulators
Institute for Advanced Study, Tsinghua University（清华大学高等研究院）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）
提出两种互补方法，在模拟和数字模式下利用里德伯原子模拟器的可重构性，通过莫比乌斯带几何实现反周期边界条件或量子电路实现基布尔-祖雷克扫描，以表征临界多体系统中的涌现费米子。
2026-06-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Collective modes of monolayer, bilayer, and multilayer fermionic dipolar liquid
受最近在实验室中产生极性分子气体的实验进展的启发，我们从理论上研究了具有各向异性和$1/r^3$偶极-偶极相互作用的二维偶极系统的多体效应。我们计算了二维偶极系统的集体模，也考虑了空间分离的双层和多层超晶格偶极系统。获得了量子偶极气体集体模的特征。我们定量地比较这些偶极系统的模式与广泛研究的通常的二维电子系统，其中粒子间的相互作用是库仑的模式。
2010-12-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Probing and Manipulating Fermionic and Bosonic Quantum Gases with Quantum Light
研究了全量子体系中原子与光的相互作用，重点研究了囚禁在光晶格中的超冷原子的非共振光散射。对光子的探测允许对原子系综的量子相关性进行量子非破坏（QND）测量，区分不同的量子态。我们分析了光与物质之间的纠缠，并展示了如何利用它来实现多模宏观量子叠加，如薛定谔猫态，玻色子和费米子。我们提供的例子，利用不同的测量方案，并研究其鲁棒性去相干。最后，我们解决的制度，其中的光晶格潜力是一个量子动力学变量，并修改了原子状态，导致新的量子相位，并显着改变原子系统的相图。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Quantum phases of spinful Fermi gases in optical cavities
我们探讨了自旋费米原子的一维量子流体的自旋和运动自由度之间的相互作用所产生的量子相位，通过可调符号和强度g的光子介导机制有效地相互作用，因为它可以在当今的光学腔实验中实现。我们发现，在同一个系统中，自旋和原子密度波序的出现，伴随着g > 0的超流性的出现，而腔光子被认为在所有g值下驱动强关联，g > 0时具有费米子特征，g < 0时具有玻色子特征。由于长程相互作用的性质，推断这些结果，我们结合平均场和精确对角化方法支持玻色子化分析。
2018-04-11 cond-mat.quant-gas
Ultra-cold Polarized Fermi Gases
最近的超冷原子实验已经证明了在实验上实现自旋布居不平衡的费米超流体的可能性。我们将讨论这些发展如何为凝聚态物理中一个半个世纪的未解决问题提供新的线索，并提出自己的新问题。
2010-10-27 cond-mat.quant-gas
Emergent devil's staircase without particle-hole symmetry in Rydberg quantum gases with competing attractive and repulsive interactions
魔鬼楼梯是一种分形结构，它表征了具有长程排斥凸相互作用的一维经典晶格气体的基态。其平台标志着由化学势控制的特定填充分数的稳定区域。典型地，这种阶梯具有明确的粒子-空穴对称性，即，通过交换孔和颗粒的角色，可以从填充不到一半的阶梯中简单地提取填充超过一半的阶梯。在这里，我们引入了一个量子自旋链与竞争的短程吸引和长程排斥相互作用，即非凸势。在经典极限的基态功能广义维格纳晶体-取决于填充分数-要么是由二聚体粒子或二聚体孔，从而导致在紧急完整的魔鬼的楼梯没有明确的粒子-孔对称性的基础微观模型。在我们的系统中，粒子-空穴对称性被提升，这是因为楼梯是通过两体相互作用而不是单体化学势控制的。通过横向场引入量子涨落熔化了阶梯，并最终使系统进入顺磁相。然而，对于中间的横向磁场强度，我们确定了一个区域，密度-密度相关性表明出现准长程序。我们将讨论如何利用晶格中的里德伯装扮原子来探索这种物理。
2015-11-11 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.atom-ph
Collision of one dimensional (1D) spin polarized Fermi gases in an optical lattice
本文分析了两个自旋极化相反的费米子原子云碰撞的动力学行为。利用时间演化块抽取（TEBD）方法，模拟了格子中两个一维云团的碰撞。在吸引和排斥相互作用之间的碰撞行为中存在对称性。我们分析了在碰撞区域的对形成动力学，提供了一个简单的两个网站模型的对形成机制的定量分析。
2011-02-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spectral properties and observables in ultracold Fermi gases
本文用谱泛函方法和谱Dyson-Schwinger方程计算超冷费米气体正常相的非微扰谱函数，并据此确定幺正极限下的状态方程、Tan接触和射频谱，结果与实验及多种理论方法一致，且可推广至超流相研究。
2023-11-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Coupling induced emergent topology in a two-leg fermionic ladder
School of Physical Sciences, National Institute of Science Education and Research（国立科学教育研究中心物理科学学院）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
研究无自旋费米子在两腿梯子上的基态性质，通过调整腿间跳跃及相互作用，发现耦合诱导涌现拓扑，存在拓扑相变，腿间相互作用开启时拓扑相保留，加入均匀相互作用后拓扑相转变为对称破缺的电荷密度波相。
2026-07-21 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Emergent interaction-driven elliptic flow of few fermionic atoms
该研究在少数强相互作用费米原子系统中观测到椭圆流的涌现，利用单粒子分辨率和确定性控制探索了微观描述与流体力学框架之间的适用边界。
2025-07-03 cond-mat.quant-gas nucl-ex nucl-th
Emergent ballistic transport of Bose-Fermi mixtures in one dimension
一维简并玻色-费米（BF）混合物是低温下具有玻色子自由度和费米子自由度的两种解耦Luttinger液体的新实现。然而，这种去耦Luttinger液体的电荷的传输特性尚未被研究。在这里，我们应用广义流体力学研究一维（1D）BF混合物的输运性质与δ函数的相互作用。初始状态被设置为两个具有不同温度的一维BF混合物的半无限半，在时间$t=0$和接合点$x=0$接合在一起。使用Bethe的animals解决方案，我们首先严格证明了存在的玻色子和费米子自由度的保守费用，保持欧拉型连续性方程。然后，我们解析地获得了仅依赖于比率$ξ=x/t$的局部守恒量的密度和电流的分布。左右移动的准粒子激发的两个半形成多个分段的光锥流体动力学，显示弹道输运的守恒电荷密度和电流在不同的自由度。我们的分析结果提供了一个深刻的理解量子系统中的多组分Luttinger液体的量子输运与玻色子和费米子统计。
2019-10-16 cond-mat.quant-gas
Tunable zero and first sounds in ultracold Fermi gases with Rabi coupling
我们考虑碱金属原子的弱相互作用费米子气体，其特征在于两个超精细态是拉比耦合的。通过对排斥作用的Hartree近似，我们确定了这种费米气体在D维空间（D = 1，2，3）中的零温状态方程。然后，采用Landau-Vlasov方程和流体力学方程，研究了初始声速和零声速。我们发现，这两种声音，分别发生在碰撞和碰撞制度，至关重要的相互作用强度和拉比耦合之间的相互作用。最后，我们讨论了一些实验相关的情况下，捕获谐波势的费米系统的密度分布的影响。
2017-03-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Expansion of one-dimensional spinor gases from power-law traps
本研究针对一维旋量气体从幂律势阱释放后的自由膨胀问题，通过稳相近似等方法解析关联了渐近分布与准动量分布，推导了不同相互作用区域的解，揭示了费米与玻色气体的差异及势阱几何的影响，结果可推广至混合物与有限温度。
2025-08-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Realizing one-dimensional topological superfluids with ultracold atomic gases
我们提出了一个实验实现的拓扑超流体与超冷费米子原子。利用光学超晶格将一维费米子原子气体和二维凝聚Feshbach分子超流体并置。后者作为一个库珀对水库，并有效地诱导超流间隙的一维系统。结合一维管中自旋相关的光晶格和激光诱导原子隧穿，我们得到了拓扑超流相。在与分子场弱耦合的情况下，对于均匀气体，原子系统等价于Kitaev的p波超流体模型。利用数值计算，我们表明，拓扑超流是强大的微扰极限之外，并在存在一个谐波陷阱。最后，我们描述了如何研究位于拓扑超流边界的Majorana费米子的一些物理性质。特别是，我们讨论了如何准备和检测一个给定的马约拉纳边缘状态。
2012-10-02 cond-mat.quant-gas
Observation of low-field Fano-Feshbach resonances in ultracold gases of dysprosium
我们报告的观察共振类损失的陷阱人口的超冷镝作为磁场的函数，我们归因于各向异性引起的Fano-费什巴赫共振所产生的Dy的大的磁偶极矩和非零的电子轨道角动量。我们记录了这些共振四种不同的同位素，三玻色子和一个费米子，在0-6 G的场范围内，并显示共振的数量显着变化作为温度的函数，即使在nK制度。大多数观察到的共振是非常窄的宽度。与玻色子同位素不同，费米子同位素具有非零的核自旋，并表现出更高的共振密度。
2013-12-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spin evolution of cold atomic gases in SU(2)$\otimes $U(1) fields
本文研究了自旋-轨道耦合冷原子气体在只影响原子轨道运动的人工规范磁场中的响应函数和自旋演化。我们证明，各种制度的自旋轨道耦合强度，磁场，和无序可以在一个单一的方法的基础上表示的原子运动的辅助集体经典轨迹。我们的方法允许一个统一的描述费米子和玻色子气体。
2016-04-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Towards Quantum Turbulence in Cold Atomic Fermionic Superfluids
费米子超流体提供了一种新的量子湍流的实现，可以通过实验和理论来实现，但与从冷原子到核天体物理学的现象有关。特别是，在冷原子实验中实现的强相互作用费米气体与中子星壳中的稀中子物质密切相关。与在实验室中研究量子湍流的液体超流体4 He（玻色子）和3 He（费米子）不同，超流体费米气体由于许多原因而与众不同。他们承认一个可靠的理论描述的基础上DFT称为TDSLDA描述静态和动态现象。冷原子实验展示了对粒子数、自旋极化、密度、温度和相互作用强度的精确控制。拓扑缺陷，如畴壁和量子涡旋，这是量子湍流的核心，可以创建和操纵与时间相关的外部势，并同意与时间相关的理论技术。虽然弱相互作用玻色气体存在类似的实验和理论控制，但幺正费米气体具有强相互作用。由此产生的涡线密度非常高，因此可以在经典湍流被抑制的小系统中实现量子湍流。费米气体也允许研究奇异的超流现象，如三维LOFF超固体，以及在经典湍流状态下的有限温度赝能隙。与这些现象相关的动态才刚刚开始探索。最后，超流体混合物最近已经实现，为Andreev-Bashkin夹带等现象提供了实验途径。因此，超流费米气体提供了一个丰富的论坛，以解决有关的量子湍流的应用范围从地球的超流性天体物理动力学在中子星的现象。
2016-12-09 cond-mat.quant-gas nucl-th
Collective excitations of dipolar gases based on local tunneling in superlattices
研究了一维双势阱超晶格中偶极量子气体的集体动力学。费米气体在弱相互作用区处于类顺磁基态，当施加局域微扰时，发现了一种新的集体动力学。这种动力学是由费米子在单独的超晶胞中的局域隧穿组成的，是一种纯粹的量子效应，没有经典的对应物。由于偶极相互作用的存在，局部隧穿输运通过整个超晶格，产生集体动力学。一个定义良好的动量-能量色散关系的从头计算模拟表明声子的行为。的声子特性也证实了半经典图片内的动态分析描述。
2016-08-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Sine-Gordon model coupled with a free scalar field emergent in the low-energy phase dynamics of a mixture of pseudospin-1/2 Bose gases with interspecies spin exchange
利用低能有效场论方法，研究了两种赝自旋$\1/2$玻色原子混合物在种间自旋交换下的相图。在$g_e$和$g_z$的参数平面上有四个平均场区域，其中$g_e$是种间自旋交换相互作用强度，而$g_z$是等自旋无自旋交换的种间散射的相互作用强度与不等自旋的种间散射的相互作用强度之差.两个区域（$|g_z| > |g_e|$）对应于两个粒子的自旋沿$z$方向平行或反平行的基态，低能激发等效于两组分无自旋玻色子的激发.另外两个区域，与$|g_e| > |g_z|$，对应于基态与$xy$平面上的两个物种的总自旋平行或反平行，和低能量激发描述的sine-Gordon模型耦合的自由标量场，其中的有效场是原来的四个玻色子场的相位的组合。在（1+1）维中，它们由Kosterlitz无量纲重整化群（RG）方程描述，在相平面上有三个扇区，其标度维数和无量纲参数与余弦相互作用的强度成正比，这两个参数都依赖于密度。这些基元激发的间隙是潜在的多体基态的实验探针。
2013-02-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
