BCS-BEC crossover in spin-orbit coupled two-dimensional Fermi gases
近年来，超冷原子自旋-轨道耦合的实验实现引起了人们对自旋-轨道耦合简并费米气体物理的极大兴趣。虽然近年来三维自旋轨道耦合费米气体中的BCS-BEC交叉得到了广泛的研究，但相应的二维交叉物理尚未得到探索。本文研究了Rashba型自旋轨道耦合作用下二维简并费米气体中的BCS-BEC交叉物理。推导了适用于二维自旋轨道耦合费米气体的平均场能隙方程和原子数方程，并进行了数值求解和自洽求解，得到了基态性质（化学势、超流配对能隙、每个原子的基态能量）与系统参数（如：结合能，自旋-轨道耦合强度）。此外，我们推导出这些基态量的解析表达式，在很宽的参数范围内，与我们的数值结果吻合得很好。这种解析表达式也与以前缺乏解析结果的3D自旋轨道耦合费米气体的数值结果定性一致。我们表明，随着SOC强度的增加，化学势的变化由SOC强度确定的常数。在BCS极限下，强SOC的超流配对间隙显著增强，但在BEC极限下仅略有增加。
2012-01-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Universality beyond the Kibble-Zurek mechanism in the condensation of coherently coupled Bose gases
School of Physical Sciences, Indian Institute of Technology Mandi（印度理工学院曼迪分校物理科学学院）；CNR NANOTEC, Institute of Nanotechnology（意大利国家研究委员会纳米技术研究所）
通过随机投影Gross-Pitaevskii方程研究相干耦合玻色气体非平衡凝聚中拓扑缺陷的普适空间统计，发现基本和复合缺陷的位置服从泊松点过程，呈现普适随机几何。
2026-06-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Manipulating Majorana fermions in one-dimensional spin-orbit coupled atomic Fermi gases
马约拉纳费米子是拓扑量子计算中存储和处理信息的理想候选者。在囚禁的超冷原子费米气体中控制这样的单个信息载体的能力是量子信息科学中的一个新主题。然而，费米子原子是中性的，因此很难操纵。本文从理论上研究了一维自旋轨道耦合原子费米气体中涌现的马约拉纳费米子的控制。我们讨论了（i）如何移动马约拉纳费米子通过增加或减少有效的塞曼场，这就像一个固态控制电压门;以及（ii）如何创建一对马约拉纳费米子通过添加磁性杂质势。我们讨论了在$^{40}$ K原子的超冷费米气体中我们的控制方案的实验实现。
2013-01-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Correlations and dynamics of tunnel-coupled one-dimensional Bose gases
我们提出了一系列的实验进行了两个超冷一维玻色气体（铷原子）在双阱势。采用物质波干涉，我们可以测量两种气体之间的空间分辨相位差，从而研究空间相关性。通过研究高阶关联函数能否分解为低阶关联函数，我们可以研究系统的相互作用性质。对于非相互作用系统，所有阶数大于2的关联函数都是因式分解的，其中一个观测到高斯涨落。在这里，我们提出了非因式分解的四阶相关函数的测量，导致量子多体系统的集体激发之间的相互作用的实验表征。非因式分解的程度，即，相位波动的非高斯性程度取决于阱之间的可调隧穿强度。从这样一个非高斯态开始，我们能够观察到向一个具有因子分解关联函数（高斯波动）的状态的动力学演化。我们从一个双阱开始，然后突然将两个子系统解耦。随后，我们观察到最初的非高斯相位波动如何变成高斯。此外，我们还讨论了双势阱隧穿过程中相位相干的动力学产生。我们实验研究了从两个不同的初始状态开始的演化。在一种情况下，我们将一团原子一分为二，并在它们的相对相位中引发全局振荡。振荡随后衰减，相位相干开始。在另一种情况下，两个独立的云突然通过隧道耦合。在两个子系统之间再次出现相位相干。
2019-08-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
On the low-energy description for tunnel-coupled one-dimensional Bose gases
本文考虑了具有硬壁边界条件的两个隧道耦合的一维玻色气体模型。玻色子化模型，只保留最相关的相互作用，导致一个解耦的理论组成的量子正弦-戈登模型和一个自由玻色子，分别描述反对称和对称的相场的组合。我们超越了这个描述，保留与下一个最小的尺度尺寸的扰动。这种扰动携带共形自旋并耦合两个扇区。我们进行了详细的调查，这种耦合的非平衡动力学模型的影响。我们特别关注在量子淬火设置中的初始状态中的空间不均匀性所扮演的角色。
2020-03-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Hybrid synchronization in coupled ultracold atomic gases
研究了两个耦合多体量子系统的时间演化，其中一个系统假定为玻色凝聚态。具体来说，我们考虑两个超冷原子云填充每两个本地化的单粒子状态，即一个两个组件的玻色约瑟夫森结。冷原子云与凝聚态耦合时能保持相干性，并与凝聚态同步，这与通常的卷吸不同。我们把这种在超冷云和凝聚云之间的效应称为{ \it混合同步}。同步的开始，我们观察到的两种气体的平均性能的演变时，增加他们的耦合，被发现是相关的量子气体的多体属性，例如凝聚分数，量子涨落的粒子数的差异。我们讨论了不同的初始准备，不同粒子数对两个云的影响，以及对初始量子态（相干态、压缩态和Fock态）的依赖性，发现在所有情况下都有基本相同的现象.
2015-12-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Excited-state quantum phase transitions in spin-orbit coupled Bose gases
激发态量子相变依赖于并揭示了多体系统的整个光谱结构。虽然它们在理论上很好理解，但在实际实验中找到合适的签名并检测它们仍然具有挑战性。例如，在旋量气体中，激发态相已经通过拓扑序参量被识别和表征，这在实验中是具有挑战性的测量。在这里，我们提出拉曼修饰的自旋轨道耦合气体作为一个新的平台，探索激发态量子相变。在弱耦合状态下，缀饰系统等价于自旋-自旋相互作用可调的旋量气体。通过这种等价性，我们能够定义一个新的激发态相位的修饰气体。相位的特征在于由自旋轨道耦合引起的空间密度调制或条纹的行为，并且原则上可以在当前最先进的超冷原子实验中测量。相反，我们表明，激发相的属性可以利用，以准备大而稳定的密度调制条纹状态。
2021-09-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Self-trapping in an array of coupled 1D Bose gases
我们研究了弱约束在二维光晶格中的超冷$^{87}$ Rb原子阵列的横向膨胀，观察到由于原子间的相互作用，横向膨胀被延迟.耦合阵列的平均场模型表明，原子成为本地化的一个大致正方形堡垒状的自陷势垒与时间演变的边缘。但是，所观察到的动力学是不好的平均场模型描述。理论上引入管之间的随机相位波动提高了与实验的一致性，但不能正确预测原子开始以较大晶格深度膨胀的密度。我们的研究结果表明了一种新型的自陷，即使没有密度梯度，量子关联也会抑制隧穿。
2012-07-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Squeezing and overcoming the Heisenberg scaling with spin-orbit coupled quantum gases
我们预测，利用自旋轨道耦合在一个谐波捕获的旋量量子气体可以导致超越海森堡标度的最佳测量精度的标度。我们表明，二次标度与原子数可以促进通过压缩中心的质量激发的原子运动使用一维自旋轨道耦合费米子或强相互作用玻色子（Tonks-Girardeau气体）。基于相应的量子费舍尔信息的解析计算得到的预测，我们介绍了一个协议，克服海森堡标度（和限制）的帮助下，定制的激发和纠缠的多体状态的非相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体。我们确定相应的最佳测量，并认为，即使有限的温度作为退相干的来源，在原则上，相当有利于可获得的精度缩放。
2022-11-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Finite temperature ferromagnetic transition in coherently coupled Bose gases
本文利用随机Gross-Pitaevskii形式研究二维相干耦合Bose混合物在有限温度下的顺磁-铁磁转变，发现临界点随温度线性移动且相关物理量呈幂律标度。
2023-03-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Dynamical Zeeman resonance in spin-orbit-coupled spin-1 Bose gases
我们预测了在自旋轨道耦合的自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体中，由外加线性和二次塞曼场驱动的动力学共振效应。假设玻色-爱因斯坦凝聚体初始化于塞曼子能级的叠加态，并受到俘获势的突然移动。结果表明，当塞曼场调谐到一定强度时，玻色-爱因斯坦凝聚体的时均质心振荡和自旋极化呈现出明显的共振峰.这种共振背后的基本物理可以追溯到不同自旋轨道状态所携带的动力学相位的异相干涉。通过对单粒子能谱的分析，将共振条件归结为一个简单的代数关系，将线性塞曼场和二次塞曼场的强度联系起来。这一性质在量子信息和量子精密测量中具有潜在的应用价值。
2020-07-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological quantum phase transitions and edge states in spin-orbital coupled Fermi gases
研究了自旋轨道耦合和塞曼场作用下的超导态。研究发现，随着自旋轨道耦合的增加，体系发生了从Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov态到拓扑超导态的相变.数值研究了这种拓扑相变的性质及其临界性质。对拓扑超导相的物理性质也进行了探讨。此外，还计算了局域态密度，通过局域态密度可以从实验上验证这种拓扑结构。
2014-06-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Chaos-driven dynamics in spin-orbit coupled atomic gases
研究了量子猝灭后囚禁的自旋-轨道耦合稀原子气体的动力学。演化的特性受到系统对称性的很大影响，我们特别比较了各向同性Rashba耦合和各向异性自旋轨道耦合的演化。当我们使自旋-轨道耦合各向异性时，我们打破了旋转对称性，底层的经典模型变得混乱;量子动力学相应地受到影响。在实验相关的时间尺度和参数内，系统在量子意义上热化。相应的平衡时间被发现与Escherichfest时间一致，即我们在数值上验证了~log（1/h）标度。在热化时，我们发现平衡分布显示了量子疤痕的例子，其特征在于对于某些能量，原子密度的积累。在较短的时间尺度上，我们讨论了自旋轨道耦合诱导狄拉克点的非绝热效应。在狄拉克点附近，自旋涨落很大，即使在很短的时间内，半经典分析也失败了。
2013-01-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Microwave-coupled optical bistability in driven and interacting Rydberg gases
本文提出利用微波耦合里德伯气体实现光学双稳态，结合电磁感应透明构造可调非平衡动力学系统，并展示其在微波场测量中的潜在应用。
2025-02-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Impurity probe of topological superfluid in one-dimensional spin-orbit coupled atomic Fermi gases
通过自洽求解微观Bogoliubov-de Gennes方程，研究了一维原子拓扑超流体中非磁性杂质在谐振子势阱中的散射。与拓扑平凡的Bardeen-Cooper-Schrieffer \textit{s}波超流体形成鲜明对比的是，拓扑超流体可以拥有一个束缚于局域非磁性杂质的中间带隙态。对于强杂质散射，束缚态变得普适，能量几乎为零，波函数严格遵循马约拉纳费米子的对称性。我们认为，这种普遍束缚态的观测可能是描述拓扑超流体拓扑性质的一个有用证据。我们的预言适用于二维光晶格中自旋轨道耦合的$^{40}$ K原子的超冷共振相互作用费米气体。
2013-01-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Majorana fermions in one-dimensional spin-orbit coupled Fermi gases
本文从理论上研究了拉曼激光诱导的自旋轨道耦合下的一维费米气体。气体的变化从传统的（非拓扑）超流体的拓扑超流体作为一个增加的拉曼激光强度以上的临界化学势依赖值。自洽求解Bogoliubov-de Gennes方程，计算了有限温度下实数空间和动量空间的态密度。我们研究了出现在拓扑平凡和拓扑非平凡区域之间的边界处的马约拉纳费米子（MF）。我们线性化的位置附近的MF的陷阱，找到一个解析表达式的本地MF波函数和MF状态和其他边缘状态之间的差距。
2012-11-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Dynamics of Stripe Patterns in Supersolid Spin-Orbit-Coupled Bose Gases
本研究通过解析与数值方法揭示自旋轨道耦合玻色–爱因斯坦凝聚体中超固体密度条纹在自旋扰动下的非刚性振荡动力学。
2023-07-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Breakdown of macroscopic quantum self-trapping in coupled mesoscopic one dimensional Bose gases
当相互作用能与隧穿能之比大于某一临界值时，两个粒子数不平衡的耦合玻色-爱因斯坦凝聚体将表现出宏观量子自陷效应。在这里，我们研究量子涨落对MQST的影响。特别是，我们分析了一个系统的两个细长玻色气体准备与一个大的人口不平衡，由于准一维字符的气体，我们不再有真正的长程序的动力学，量子涨落的影响是更重要的。我们表明，MQST在这个系统中是可能的，但即使它是实现它并不总是动态稳定的。利用这种不稳定性，人们可以构造出在特征动量周围具有尖峰动量分布的状态，这些动量分布取决于系统参数。我们的另一个发现是非单调振荡依赖的衰减率的MQST的电线的长度。我们还解决了这个系统中的热化的有趣的问题，并表明它只发生在足够长的电线。
2009-12-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Spontaneous creation of non-zero angular momentum modes in tunnel-coupled two-dimensional degenerate Bose gases
本文研究了两个隧道耦合的二维简并玻色气体的动力学。云的降维使我们能够通过调整耦合强度来激发特定的角动量模式，从而在原子密度分布中创造出引人注目的图案。系统对耦合和初始相位差的极端敏感性导致了丰富多样的后续动力学，包括涡旋产生、相对原子数的复杂振荡以及由于两个云的反向旋转而导致的手征对称性破缺。
2010-01-25 cond-mat.quant-gas
Momentum-resolved radio-frequency spectroscopy of ultracold atomic Fermi gases in a spin-orbit coupled lattice
本文从理论上研究了自旋轨道耦合晶格中非相互作用原子费米气体的动量分辨射频谱。这种晶格结构最近已经在MIT创建[Cheuk等人，arXiv：1205.3483]的6Li原子，通过耦合的两个超精细自旋态与一对拉曼激光束和额外的射频耦合。在这里，我们表明，动量分辨射频光谱可以测量单粒子的能量和本征态，因此解决了自旋轨道耦合晶格的能带结构。在我们的计算中，我们考虑了温度和谐波陷阱的影响。我们的预测是面对未来的实验自旋轨道耦合费米气体的40 K原子的晶格势。
2012-06-21 cond-mat.quant-gas
Topological superfluid in one-dimensional spin-orbit coupled atomic Fermi gases
ARC量子原子光学卓越中心，原子光学和超快光谱中心，斯威本科技大学，墨尔本3122，澳大利亚
2012-01-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dark Solitons with Majorana Fermions in Spin-Orbit-Coupled Fermi Gases
我们发现，在自旋轨道耦合的高自旋不平衡费米气体中，可以存在单个暗孤子，其中自旋轨道耦合有利于均匀超流体而不是非均匀的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov态，导致在高度不平衡的气体中产生暗孤子激发.在临界自旋不平衡以上，两个拓扑马约拉纳费米子（MF）可以共存于一个暗孤子中，这为通过控制孤子来操纵MF铺平了道路。在拓扑转变点处，孤子两端的原子密度差突然消失，这为拓扑孤子的识别提供了一个信号。
2014-09-26 cond-mat.quant-gas
Dynamical preparation of stripe states in spin-orbit coupled gases
在旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中，自旋变化碰撞是相干实现宏观多体量子态的一个显著代理。这些过程已经，例如，利用它来产生纠缠，研究动态量子相变，并提出在原子凝聚体中实现量子相变。在拉曼光束修饰的相同系统中，自旋和动量之间的耦合在气体中发生的散射过程中引起自旋依赖性。在这里，我们表明，在弱耦合，这种调制的碰撞导致一个有效的哈密顿量，这是相当于一个人工旋量气体与自旋变化的碰撞，可调谐的拉曼强度。通过利用这种dressed基描述，我们提出了一个强大的协议，相干驱动的自旋轨道耦合凝聚成铁磁条相通过穿越量子相变的有效低能量模型在激发态。
2021-07-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Relaxation dynamics of two coherently coupled one-dimensional bosonic gases
本文研究了由一维气体相干分裂产生的两个隧道耦合玻色子气体的非平衡动力学。隧道的后果在非平稳制度，以及在大的时间进行了研究，并与平衡结果进行比较。特别是，在一个半经典近似，我们计算关联函数的相对相位，这是实验上可测量的，我们观察到一个瞬态政权显示振荡的距离的函数。稳定的制度是非常好的近似的温度独立于隧道强度的热状态。
2017-03-04 cond-mat.quant-gas
Spin-Orbit Coupled Quantum Gases
本文综述了近两年来自旋轨道耦合简并原子气体的实验和理论研究进展。我们将首先回顾一系列开创性的实验，在产生人工规范位和自旋轨道耦合原子气体的工程原子-光相互作用。自旋轨道耦合量子气体的实现为冷原子物理开辟了一条新的途径，同时也带来了许多新的物理问题。特别是自旋轨道耦合和原子间相互作用的相互作用，导致了许多有趣的现象。在这里，通过回顾最近对具有各向同性Rashba自旋轨道耦合的相互作用玻色子和费米子的理论研究，这里传递的关键信息是自旋轨道耦合可以增强相互作用效应，并且即使在弱相互作用状态下也使相互作用效应更加显着。
2011-10-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Normal state properties of spin-orbit coupled Fermi gases in the upper branch of energy spectrum
本文研究了自旋轨道耦合费米气体在无分子形成情况下，具有排斥s波相互作用的正常态性质，在所谓的“上层分支”中。在无规相位近似的框架内，我们推导出解析表达式的准粒子寿命$τ_s$，有效质量$m_s^*$，和格林函数重整化因子$Z_s$中存在的Rashba自旋轨道耦合。与具有库仑相互作用的自旋-轨道耦合电子气相比，我们表明，修改依赖于Rashba带指数s，并且发生在自旋-轨道耦合强度的一阶。我们还计算了实验观测量，如光谱重量，态密度和比热，表现出显着的差异，从他们的同行没有自旋轨道耦合。我们期望我们的微观计算这些费米液体参数将有直接的应用到自旋轨道耦合费米气体的上支的能谱。
2013-05-02 cond-mat.quant-gas
Anomalous isothermal compressibility in spin-orbit coupled degenerate Fermi gases
简并费米气体中的自旋轨道耦合（SOC）可以从根本上改变强塞曼场作用下$s$波超流体的命运，产生拓扑超流体和相应的Majorana零模.它还极大地改变了超流体的热力学性质。本文报道了具有SOC和塞曼场的超流体中的反常等温压缩性$κ_T$。我们从Gibbs-Duhem方程中推导出该量，并证明了$κ_T$的贡献来自化学势的显式贡献和序参量的隐式贡献.在Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）极限下，这种可压缩性由费米面附近的态密度决定;而在玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）状态下，它由散射长度决定。在这两个极限之间，我们发现，反常峰只能在无隙外尔相区发现。这种反常行为可以看作是相分离的一种反射效应。在远离半填充的格子模型中也可以发现类似的物理现象。这些预言可以从声速的反常响应和载流子密度的涨落来衡量。
2018-09-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Mixtures of Bose gases confined in concentrically coupled annular traps
研究了一个两分量的玻色-爱因斯坦凝聚体，它被限制在一个轴对称势场中，具有两个局部极小值，类似于两个同心环形陷阱。该系统显示了一些量子相变，导致从相共存之间的竞争，和径向/方位角相分离。基态相图，以及旋转特性，包括（Meta）稳定性的电流在这个系统中，进行了分析。
2009-12-16 cond-mat.quant-gas
BCS-BEC Crossover and Topological Phase Transition in 3D Spin-Orbit Coupled Degenerate Fermi Gases
研究了自旋轨道耦合和塞曼场作用下三维简并费米气体中的BCS-BEC交叉。我们发现，被大塞曼场破坏的超流序参量可以被SOC恢复.随着塞曼场强度的增加，存在一系列拓扑量子相变，从具有完全能隙的费米谱的非拓扑超流态到具有四个拓扑保护的费米点（即，准粒子激发间隙中的节点），然后到第二拓扑超流态，只有两个拓扑保护的费米点。费米点附近的准粒子激发实现了粒子物理学中Weyl费米子的长期寻找的低温模拟。我们表明，拓扑相变可以探测使用实验实现的动量分辨光电子能谱。
2011-11-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Spin-Orbit Coupled Degenerate Fermi Gases
自旋轨道耦合在现代凝聚态物理中扮演着越来越重要的角色。例如，它产生了拓扑绝缘体和拓扑超导体。利用超冷费米气体对自旋轨道耦合进行量子模拟，将为在更可控的环境中研究这些新现象提供机会。本文报道了自旋-轨道耦合费米气体的首次实验研究。我们观察到自旋动力学中的自旋退相和平衡态中的动量分布不对称性作为自旋轨道耦合的标志。我们还观察到费米面拓扑结构发生变化的Lifshitz转变的证据。这是在这个系统中找到马约拉纳费米子的重要的第一步。
2012-04-09 cond-mat.quant-gas
Accurate projective two-band description of topological superfluidity in spin-orbit-coupled Fermi gases
自旋轨道耦合和塞曼分裂在超冷费米气体的相互作用产生了拓扑超流相在两个空间维度，可以主机异国情调的马约拉纳激发。到目前为止，理论模型是基于四带Bogoliubov-de Gennes形式主义的结合自旋1/2和粒子-空穴自由度。在这里，我们提出了一个更简单，但准确的，两个波段的描述基础上控制良好的投影技术，提供了一个新的平台，探索类比与手性p波超流性和详细的未来研究空间不均匀的情况。
2018-06-18 cond-mat.quant-gas
Spin-orbital-angular-momentum-coupled quantum gases
简要回顾了自旋轨道角动量耦合量子气体的理论和实验研究进展。粒子的内禀自由度与其外轨道运动之间的耦合在宇宙中广泛存在，并导致了经典物理和量子力学中各种各样的基本现象。近年来，冷原子中SOAM耦合的实现引起了人们的广泛关注，并激发了人们对玻色气体和费米气体中奇异量子相的大量思考。在这篇综述中，我们提出了一个基本的想法工程SOAM耦合在中性原子，从原子-光相互作用的半经典描述。在SOAM耦合的存在下的单粒子物理的独特功能进行了讨论。介绍了弱相互作用玻色气体基态的量子相位，重点介绍了目前尚未观测到的角条纹相位。研究了如何在SOAM耦合费米超流体中产生稳定的巨涡旋。我们还讨论了SOAM耦合下费米超流体的拓扑性质。然后介绍了在$^{87}$ Rb玻色气体中SOAM耦合的实验成果及其首次观测到的相变。最后总结了SOAM耦合玻色气体实验研究的最新进展。对于超冷量子气体的可控性，从量子模拟的角度研究SOAM耦合产生的基本物理以及新出现的量子相，开辟了一个新的时代。
2022-11-05 cond-mat.quant-gas
Caustics in the sine-Gordon model from quenches in coupled 1D Bose gases
本研究针对耦合一维玻色气体淬火后的非平衡动力学问题，通过含热噪声的经典场模拟发现，sine-Gordon模型中的焦散会在数差与相位差可观测量中累积，形成非热的帐篷形概率分布。
2023-07-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech nlin.SI
Contact theory for spin-orbit-coupled Fermi gases
发展了自旋轨道耦合费米气体的接触理论。利用微扰方法，我们解析地导出了不依赖于原子间相互作用势的短程细节的普适两体行为。我们发现，除了传统的$s$-和$p$-波散射长度（体积）和有效范围外，由于自旋-轨道耦合，需要引入两个新的散射参数.这是自旋-轨道耦合系统的一般和独特的特征。因此，得到了两个新的绝热能量关系，其中涉及一个新的接触，因为自旋轨道耦合的新的散射参数。此外，我们还导出了大动量分布的渐近行为，并发现新的接触修正了次超前尾。这一工作为探索自旋轨道耦合多体系统的深刻性质铺平了道路，根据二体解。
2017-12-24 cond-mat.quant-gas
Double-Quantum Spin Vortices in SU(3) Spin-Orbit Coupled Bose Gases
我们证明了在SU（3）自旋轨道耦合玻色气体的基态中可以存在双量子自旋涡旋，其特征是双量子化的循环自旋流和未磁化的填充核.结果表明，SU（3）自旋轨道耦合和自旋交换相互作用对基态相图的确定起着重要作用。在有效铁磁自旋相互作用的情况下，SU（3）自旋轨道耦合导致磁化基态的三重简并;而在反铁磁自旋相互作用的情况下，SU（3）自旋轨道耦合打破了旋量玻色气体的寻常相位规则，允许双量子自旋涡旋的自发出现.这种奇异的拓扑缺陷与现有实验中观察到的单量子化自旋涡旋形成鲜明对比，并且可以通过当前的磁化敏感相衬成像技术容易地观察到。
2016-09-24 cond-mat.quant-gas
Spin-Orbit Coupled Bose Gases at Finite Temperatures
自旋轨道耦合对双组分玻色气体的热性质有显著的影响。我们表明，在三个空间维度，它降低了冷凝的临界温度，并提高了冷凝馏分的热损耗。在二维空间中，我们发现自旋轨道耦合在任何有限温度下都破坏了超流性，极大地改变了大脑中的Berezinskiii-Kosterlitz-naturless场景。我们解释了这一点的自旋轨道耦合引起的低能态的数量增加，增强量子涨落的作用。
2014-01-03 cond-mat.quant-gas
Quantum phases in spin-orbit-coupled Floquet spinor Bose gases
本研究提出可通过二次塞曼场Floquet工程实现的自旋轨道耦合Floquet旋量BEC，揭示其特殊的相互作用特性与量子相图，发现两种相互作用下的新型条纹相。
2023-06-13 cond-mat.quant-gas
Spin Faraday Waves in Periodically Modulated Spin-Orbit-Coupled Bose Gases
East China Normal University（华东师范大学）；Chongqing Institute of East China Normal University（华东师范大学重庆研究院）
研究周期性调制自旋-轨道耦合玻色气体中自旋法拉第波的形成与色散关系，揭示自旋-轨道耦合带来的新物理现象。
2025-12-16 cond-mat.quant-gas
Emergence of Topological and Strongly Correlated Ground States in trapped Rashba Spin-Orbit Coupled Bose Gases
本文从理论上研究了束缚在简谐囚禁势中的Rashba自旋轨道耦合双组分玻色气体的相互作用少体系统。采用精确对角化方法求解了大Rashba耦合强度下的相互作用哈密顿量，得到了原子间相互作用和粒子数范围内的基态相图.在小粒子数下，我们观察到玻色子凝聚成具有n+1/2量子角动量涡旋组态的拓扑态阵列，其中n = 0，1，2，3.在大粒子数，我们观察到两个不同的制度：在较弱的相互作用强度，我们得到的基态的拓扑和对称性的性质是一致的平均场论计算;在较强的相互作用强度，我们报告的出现强相关的基态。
2013-01-03 cond-mat.quant-gas
Matter-wave bistability in coupled atom-molecule quantum gases
研究了原子-分子耦合量子气体中的物质波双稳性，其中异质结分子是通过两种玻色原子或两种费米原子的种间费什巴赫共振产生的。我们证明了共振双通道玻色模型等价于量子光学中的非简并参量下转换，而相应的费米模型可以映射到描述单模激光场与非均匀加宽二能级原子系综相互作用的量子光学模型.利用这些类比和两个模型都受到由于两体s波碰撞的Kerr非线性的事实，我们表明，在适当的条件下，在两个模型中的分子态的布居数可以改变与Feshbach失谐在一个很好的方式。
2009-07-27 cond-mat.quant-gas
Topological Fulde-Ferrell superfluid in spin-orbit coupled atomic Fermi gases
在S波费什巴赫共振附近具有相等Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的一维原子费米气体中，我们从理论上预言了一种新的拓扑物质--拓扑非均匀Fulde-Ferrell超流体.这种自旋-轨道耦合费米系统的实现最近已经通过使用双光子拉曼过程被证明，并且额外的一维限制很容易使用紧密的二维光晶格来实现。拓扑Fulde-Ferrell超流相的特征是具有非零的质心动量和非平凡的Berry相。通过调谐拉比频率和拉曼激光束的失谐，我们表明，这样一个奇异的拓扑相位占据了参数空间的重要部分，因此它可以很容易地观察到实验，通过使用，例如，动量分辨和空间分辨射频光谱。
2013-09-01 cond-mat.quant-gas
Dynamics of spin-orbit-coupled cold atomic gases in a Floquet lattice with an impurity
本文研究了含杂质的周期调制光晶格中自旋轨道耦合单原子的量子隧穿。在准能带的赝坍缩点处，当杂质势与驱动场远离共振时，在自旋不变和杂质位布居始终可以忽略的情况下，动力学局域化发生全局性，在杂质的两个最近邻位之间出现了两种超出预期的局域二阶隧穿过程.虽然这两种类型的隧穿行为似乎是相同的，但它们被认为涉及两种不同的机制：一种是与自旋无关的隧穿过程，而另一种是与自旋相关的隧穿过程。这两种类型的二阶过程可以通过调谐杂质势使其与驱动场共振来识别。在Floquet图片，二阶过程表现为微妙的和精细的避免交叉pseudoclapse区域附近的准能谱。这些结果在有效三位点模型和多时间尺度渐近微扰方法的基础上得到了解析证实，并可用于实际实验中自旋相关量子输运的工程设计.
2018-10-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Collective modes of spin-orbit coupled Fermi gases in the repulsive regime
研究了自旋轨道耦合费米气体中具有排斥s波相互作用的集体模。自旋-轨道耦合和原子-原子相互作用的相互作用在费米气体的集体行为中起着至关重要的作用。与普通费米液体相比，自旋轨道耦合的费米气体具有强相关的自旋和密度激发。在随机相位近似的框架内，我们根据对称群对集体模进行了分类，并通过相应的关联函数的极点确定了它们的性质。此外，还得到了粒子-空穴连续谱，其中这些关联函数的虚部变为非零。我们比较了无自旋轨道耦合的普通费米液体和螺旋液体中的集体激发，三维拓扑绝缘体的表面态。我们还提出了一个实验方案，用于检测这些集体模式，并讨论相应的实验签名在超冷费米气体实验。
2013-06-15 cond-mat.quant-gas
Topological Superfluidity of Spin-Orbit Coupled Bilayer Fermi Gases
拓扑超流体是一种新的量子物质，具有无隙奇异激发态Majorana费米子，近年来引起了人们的广泛关注。这些激发，可以编码拓扑量子比特，可能是容错量子计算的关键成分。然而，创造和操纵多个马约拉纳费米子仍然是一个持续的挑战。在多层结构中加载拓扑保护系统将是实现这一目标的自然而简单的方法。在这里，我们研究了双层费米气体系统的自旋轨道耦合，并表明，拓扑条件显着影响层间隧道，产生两个新的拓扑相，支持更多的马约拉纳费米子。我们证明了这种新的拓扑相位和相关的多个马约拉纳费米子使用双层费米气体被困在一个谐波势的存在。这一研究为产生多个马约拉纳费米子开辟了新的途径，也将是拓扑量子计算的重要一步。
2016-01-15 cond-mat.quant-gas
Spin Josephson vortices in two tunnel coupled spinor Bose gases
本文研究了束缚在细长双势阱中自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体的拓扑激发。该系统具有一个新的拓扑缺陷-自旋约瑟夫森涡旋（SJV），它是由于阱间原子隧穿和短程铁磁两体相互作用之间的竞争而形成的。我们确定的自旋结构和形成动力学的SJV和确定系统的相图。通过利用SJV的内在稳定性，我们提出了一种动态的方法来创建SJV在现实的实验条件下。
2012-12-04 cond-mat.quant-gas
Ground State Properties of Spin-Orbit Coupled Bose Gases for Arbitrary Interactions
本文发展了一种场积分方法来研究具有任意种间相互作用的自旋轨道耦合玻色气体。我们确定的SOC和种间相互作用的相互作用所产生的各种功能，包括在激发光谱和SOC的基态能量取决于种间相互作用的双重影响的最小的旋子。反直觉地，我们发现，在低物种间的相互作用的SOC稳定的系统，通过抑制量子耗尽。我们表明，静态结构因子是免疫的SOC在相空间中的时间反演对称性被保存。此外，我们提出了另一种方法来研究系统的相位起伏。
2013-04-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Radio-frequency spectroscopy of weakly bound molecules in spin-orbit coupled atomic Fermi gases
从理论上研究了超冷自旋轨道耦合原子费米气体中弱束缚分子的射频光谱。我们考虑两种情况下，无论是平等的Rashba和Dresselhaus耦合或纯Rashba耦合。前一个系统最近已在山西大学实现[Wang等人，arXiv：1204.1887]和MIT [Cheuk等人，arXiv：1205.3483]。我们预测了真实的射频信号，以揭示由自旋轨道耦合形成的各向异性分子的独特性质。
2012-08-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Diffusion Monte Carlo methods for Spin-Orbit-Coupled ultracold Bose gases
我们提出了两个扩散蒙特卡罗（DMC）算法的超冷量子气体系统具有合成的自旋轨道相互作用。第一个是一个离散的自旋推广的T-移动自旋轨道DMC，它提供了一个上限的固定相能量。第二种是自旋积分DMC方法，它通过避免T移动方法中涉及的有效哈密顿量的定义来恢复固定相位属性。后者是一个更精确的方法，但它仅限于自旋无关的两体相互作用。我们报告两种算法之间的比较，为不同的系统。作为一个检查的效率，这两种方法，我们比较了DMC能量与其他数值方法得到的结果，发现两者之间的估计协议
2018-07-29 cond-mat.quant-gas
Route to Observable Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov Phases in 3D Spin-Orbit Coupled Degenerate Fermi Gases
大约50年前，二维超导体中的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）相首次被预测，但迄今为止仍然缺乏明确的实验证据。最近实验上实现的自旋不平衡费米气体可能会揭开这种难以捉摸的状态，但需要非常严格的实验条件。在这封信中，我们表明，FFLO相可以观察到，即使在三维简并费米气体自旋轨道耦合和面内塞曼场。在固体材料中，FFLO相是由费米面的不对称性和超流序之间的相互作用驱动的，而不是磁性和超导序之间的相互作用。预测的FFLO相存在于一个巨大的参数区域，由于三维几何结构而具有稳定的长程超流序，并且可以在实验已经达到的温度（$T\sim 0.05E_{F}$）下观测到，从而为探索FFLO物理开辟了一条新的迷人的途径。
2013-02-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Simulating Chiral Magnetic and Separation Effects with Spin-Orbit Coupled Atomic Gases
奇宇称夸克-胶子等离子体中的手征磁效应和手征分离效应--量子反常感生电流和手征电流--是重离子碰撞物理学界研究的热点。我们发现，类似的效果发生在旋转捕获费米气体与Weyl-Zeeman自旋轨道耦合的旋转起着外部磁场的作用。这些效应可以在原子云中沿旋转轴诱导出质量四极，这可以在未来的实验中进行测试。我们的结果表明，自旋轨道耦合原子气体是潜在的模拟手征磁性和分离效应。
2016-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas hep-ph
Three-body interactions in Rabi-coupled Bose gases: a perturbative approach
本文通过统一微扰框架推导了拉比耦合玻色气体中由两体散射长度差异诱导的三体相互作用项，并证明其对应微扰论不同阶的真实三体过程，为缀饰态系统集成自旋后引入接触三体相互作用提供了理论依据。
2025-03-27 cond-mat.quant-gas
Equation of state and phase transition in spin-orbit-coupled Bose gases at finite temperature: A perturbation approach
在有限温度下用微扰方法研究了具有拉曼诱导自旋轨道耦合的双组分玻色气体。对于弱耦合，自由能根据拉曼耦合强度扩展到二阶，其中系数（称为拉曼磁化率）根据线性响应理论确定。在波波夫近似下得到了条纹相和平面波相的状态方程，并研究了这两个相之间的一级相变。随着温度的升高，我们发现在大多数温度范围内，相边界向条纹相侧弯曲，这意味着在热涨落存在下，铁磁有序比晶体有序更鲁棒。我们的结果与最近在铷原子气体中的实验观察定性一致。本文还讨论了利用双光子布拉格散射实验测量拉曼极化率的方法。
2014-11-13 cond-mat.quant-gas
Probing Majorana fermions in spin-orbit coupled atomic Fermi gases
本文从理论上研究了二维囚禁超冷原子费米气体中Majorana费米子的可视化。通过增加外部塞曼场，被困气体从非拓扑超流体过渡到拓扑超流体，通过混合相，其中两种类型的超流体共存。我们表明，零能量马约拉纳费米子，支持的拓扑超流体和本地化的涡核，是清晰可见的通过（i）核心密度和（ii）局域态密度，这是很容易测量的实验。本文给出了超冷$^{40}$ K原子实验参数的一个实际估计。
2012-02-23 cond-mat.quant-gas
Tricriticalities and Quantum Phases in Spin-Orbit-Coupled Spin-$1$ Bose Gases
研究了自旋为$1$的自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的零温相图，其中Rashba和Dresselhaus耦合的权重相等。根据反铁磁性或铁磁性的相互作用的性质，我们发现了三种条纹相的密度分布的调制的定性不同的行为。在实验中，通过独立地改变拉曼耦合强度和二次塞曼场，可以诱导到零动量和平面波相的相变。这些过渡的性质进行了详细研究，并出现三临界点，这是自旋相关的相互作用的直接后果，明确讨论。
2016-09-16 cond-mat.quant-gas
