Exact Solutions to Two-Component Many-Body Systems in One Dimension
我们介绍了一种新的模型，在一维的两个组件系统的精确解的Bethe anasterian，种间相互作用是可调的通过Feshbach共振相互作用。通过微调共振能量获得了Bethe平衡的适用性，并且所得到的系统可以通过引入种内排斥和种间吸引耦合$c_1$和$c_2$来描述。这类系统存在两种有趣的解：在含有$c_1>c_2$的区域，基态是一个双弦费米海，其中费米动量$Q$被限制在小于一定值$Q^*$，这为实现BCS-BEC交叉提供了理想的方案（从弱吸引原子到弱排斥分子）;在与$c_1<c_2$相反的情况下，即使对于费米子原子，基态也是一个亮孤子，这表明它本身是一个嵌入的弦解。
2018-11-21 cond-mat.quant-gas
Strongly Repulsive 1D Gases at Higher Branches: Spin-Charge Correlation and Coupled Spin-Chain Model
本研究利用Bethe-Ansatz和精确对角化方法，揭示了一维强排斥气体高分支中超越自旋-电荷分离的强自旋-电荷关联现象，并提出需用耦合多链模型描述高分支费米子的新奇自旋纹理。
2025-07-15 cond-mat.quant-gas
Universal low energy physics in one-dimensional multicompnent Fermi gases with a strongly repulsive $δ$-function interaction
它被证明[中国]。Phys. Lett. 28，020503（2011）]，在零温度下，一维（1D）$w$分量费米气体的基态与极限$ω\to \infty$中的无自旋玻色气体的基态一致。在最近的论文[Nature Physics 10，198（2014）]中，通过准一维紧密捕获超冷${}^{173}$ Yb原子实验证明了这种行为。然而，理解费米气体的低温行为与排斥相互作用获得自旋电荷分离的保形场理论的有效Tomonaga-Luttinger液体和反铁磁$SU(w)$海森堡自旋链。本文用Yang-Yang热力学Bethe近似方法解析地导出了具有$SU(w)$对称性的一维强排斥费米子气体的普适热力学.利用Wiener-Hopf方法，得到了低温弱磁场中体系的自由能和磁性.特别地，自由能本质上体现了自旋-电荷分离的共形场论对于任意排斥相互作用强度的高对称性系统。我们还发现，费米气体的声速在大的$w$极限与无自旋玻色气体的一致，而自旋速度消失迅速$w$变得很大。这表明在Tomonaga-Luttinger液相中具有不同自旋态的$w$组分费米子之间的交换性特征对费米不相容统计的强烈抑制。此外，在量子临界区，用多对数函数解析地导出了有限温度下物理量的状态方程和临界行为。
2016-03-26 cond-mat.quant-gas
Thermodynamics, spin-charge separation and correlation functions of spin-1/2 fermions with repulsive interaction
利用热力学Bethe近似方法研究了在外加磁场中具有强排斥作用的一维自旋1/2费米子的低温热力学和关联函数.在弱磁场中，利用Wiener-Hopf方法导出了该模型的精确热力学解。结果表明，有效Tomonaga-Luttinger液体和反铁磁SU（2）Heisenberg自旋链的低能物理可以用自旋-电荷分离的共形场论来描述。然而，这两种类型的共形不变的低位激发可能会打破激发发生远离费米点。通过求解缀饰电荷方程和保角变换，详细推导了零温下存在磁场时该模型的关联函数和临界指数的长距离渐近性质。此外，我们还计算了关联函数特殊情况下的共形维数。这些关联函数的主导项明确给出了一个弱磁场$H\ll 1$和磁场接近临界场$H\rightarrow H_{c}$。我们的分析结果提供了在一维多体物理学的普遍热力学和临界性的见解。
2012-02-10 cond-mat.quant-gas
Magnetism of one-dimensional strongly repulsive spin-1 bosons with antiferromagnetic spin exchange interaction
利用热力学Bethe近似方法研究了具有强排斥密度-密度相互作用和反铁磁自旋交换相互作用的一维自旋1可积玻色子系统的磁性和量子相变.在零温下，系统呈现三个量子相：（i）当外磁场$H$小于下临界场$H_{c1}$时，玻色子对的单态相;（ii）当外磁场超过上临界场$H_{c2}$时，超精细态$|F=1, m_{F}=1>$原子的铁磁相;和（iii）在中间区域$H_{c1}<H<H_{c2}$中的单线态对和未成对原子的混合相。在有限温度下，自旋涨落通过将自旋束缚态耦合到非成对$m_{F}=1$玻色子的缀饰能量上来影响模型的热力学性质。然而，这种自旋动力学在低温下被足够强的外场抑制。因此，在强耦合区，单重态对和未成对玻色子可以形成一种两组分的Luttinger液体。
2009-09-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Exact one-particle density matrix for SU($N$) fermionic matter-waves in the strong repulsive limit
针对环形势阱中受有效磁场的强排斥$N$分量费米子气体，提出Bethe ansatz方案精确计算两点关联矩阵与单粒子密度矩阵，适用于数值无法处理的介观区域，分析了动量分布的依赖关系并确定冷原子干涉图样。
2023-06-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Relaxation dynamics of the Lieb-Liniger gas following an interaction quench: A coordinate Bethe-ansatz analysis
研究了一维接触相互作用玻色子的可积Lieb-Liniger模型在碰撞相互作用强度突然猝灭后的弛豫动力学。该系统最初准备在其非相互作用的基态和相互作用强度，然后突然切换到一个正值，对应于玻色子之间的排斥相互作用。通过对Lieb-Liniger本征态间算符矩阵元的坐标Bethe-anomaly表达式进行符号化计算，计算了最多5个粒子的小系统非平衡玻色场的等时关联函数.我们通过比较随时间演化的关联函数的淬火后的对角系综预测的平衡相关性和相关的行为的多体波函数和系统的初始状态之间的量子保真度的系统的松弛的特征。我们的结果的渐近标度的本地二阶相关性与相互作用强度的增加同意最近广义热力学Bethe-anonymous计算的预测。相比之下，我们的方法内获得的三阶相关表现出显着不同的幂律依赖于相互作用强度的无限强相互作用的Tonks-Girardeau极限接近。
2015-02-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Universal Drude Weights in One-dimensional Repulsive Fermi Gas
Institute of Theoretical Physics and State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Shanxi University（山西大学理论物理研究所与量子光学及量子光学器件国家重点实验室）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）；Department of Physics and Key Laboratory of Optical Field Manipulation of Zhejiang Province, Zhejiang Sci-Tech University（浙江理工大学物理系与浙江省光学场调控重点实验室）；Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院精密测量科学与技术创新研究院）；Department of Fundamental and Theoretical Physics, Research School of Physics, Australian National University（澳大利亚国立大学物理研究学院基础与理论物理系）
该研究基于贝特 ansatz 和广义流体动力学，建立一维排斥费米气体的德鲁德权重与热力学性质的普适关系，揭示自旋-电荷耦合特征，为超冷原子实验提供理论基础。
2026-10-09 cond-mat.quant-gas
A variational approach to repulsively interacting three-fermion systems in a one-dimensional harmonic trap
研究了一维谐振子势阱中零射程相互作用的三体系统。该系统由两个自旋极化的费米子和第三个粒子组成，第三个粒子与其他两个粒子不同（2+1系统）。首先，我们假设粒子的质量相等。在这种情况下，系统在强、弱相互作用极限下可以用超球坐标下分解的波函数精确描述。受这个结果的启发，我们提出了一个任意排斥零程相互作用的波函数的插值近似。通过数值计算比较，我们表明，这种插值方案产生一个非常好的近似的数值精确解的能量和自旋分辨密度。作为展望，我们讨论了强相互作用极限下的质量不平衡系统。在这里，我们发现的光谱表明，在无限耦合强度的等质量的情况下，三重简并频谱在某种意义上是一个奇异的情况下，这种简并将被分解成一个双重简并或非简并基态由任何小的质量不平衡。
2015-03-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Fermi super-Tonks-Girardeau state for attractive Fermi gases in an optical lattice
我们证明了在自旋为1/2的费米光晶格系统中，通过相互作用从强排斥区到强吸引区的突然转换，可以实现一种强吸引哈伯德模型的高激发态，称为Fermi super-Tonks-Girardeau态.与吸引哈伯德模型的基态相反，这种状态是最低的散射态，吸引费米子之间没有配对。本文用Bethe-Anneal方法计算了自旋为1/2的超冷费米子的Fermi-Tonks-Girardeau气体和Fermi-super-Tonks-Girardeau态的能量，发现当相互作用强度达到无穷大时，两种态的能量趋于相同的极限。通过精确求解哈伯德模型的猝灭动力学，我们证明了费米超Tonks Girardeau态可以非常有效地从初始排斥基态转移.这为光晶格中费米超Tonks-Girardeau气体性质的实验研究提供了条件。
2012-12-03 cond-mat.quant-gas
Exact solutions of a one-dimensional mixture of spinor bosons and spinor fermions
研究了具有$δ$ -函数相互作用的一维旋量玻色子和旋量费米子混合体的精确解。利用梯度嵌套量子逆散射方法得到了一些新的Bethe散射方程组。系统中出现了许多有趣的功能。例如，波函数具有$SU(2|2)$超对称性。还发现系统的基态是部分极化的，其中费米子形成自旋单重态，玻色子是完全极化的。从Bethe平衡方程的解可以看出，如果粒子间的相互作用是排斥的，则基态的动量、自旋和同位旋速率都是实的;而如果粒子间的相互作用是吸引的，则费米子形成两粒子束缚态，玻色子形成一个大束缚态，即玻色子在零动量点凝聚.详细讨论了电荷、自旋和同位旋的激发。导出了热力学Bethe方程，并在某些特殊情况下得到了解析解。
2009-07-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Persistent currents in a strongly interacting multicomponent Bose gas on a ring
本文利用 Bethe Ansatz 精确解研究一维环阱中强排斥两组分 Bose-Bose 混合物的持续电流，揭示人工规范场导致的基态交换对称性改变及分数角动量与减小周期性。
2022-11-28 cond-mat.quant-gas
Strongly interacting Bose-Fermi mixtures in one dimension
在无限排斥极限下，在系统的简并基态子空间内，利用精确的Bethe-Anglesian方法和变分微扰理论研究了一维强相互作用玻色-费米混合系统.基于具有相等玻色-玻色和玻色-费米子相互作用强度的一维玻色-费米气体的精确解，我们证明了对于不同的玻色-费米子组态，基态能量是简并的，当相互作用偏离无限大相互作用极限时，简并度被提升.然后，我们表明，在强相互作用制度的地面性能可以很好地表征通过使用变分微扰方法内的简并基态子空间，它可以适用于处理更一般的情况下，各向异性相互作用和外部陷阱。结果表明，在强排斥区，基态总密度分布表现为极化的非相互作用费米子，而玻色-费米子密度分布对不同的玻色-费米子组态表现出不同的性质，并对相互作用的各向异性敏感.
2016-02-06 cond-mat.quant-gas
An Explicit Wavefunction of the Interacting Non-Hermitian Spin-1/2 1D System
Zhejiang University（浙江大学）；Westlake University（西湖大学）；Xiamen University（厦门大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）
该研究提出了一种显式波函数，揭示了非厄米特性自旋-轨道耦合与相互作用之间的多体共振效应，并通过实验观察到相分离现象。
2026-01-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Nonuniform Bose-Einstein condensate. II. Doubly coherent states
本文通过数值求解 Gross-Pitaevskii 方程并结合 Bethe-ansatz 精确解，证明一维非均匀玻色凝聚体的定态激发态同时是原子和 Bogoliubov 元激发的双重相干凝聚态，并给出其能量与密度分布。
2023-11-21 cond-mat.quant-gas
Momentum distribution and non-local high order correlation functions of 1D strongly interacting Bose gas
Lieb-Liniger模型是一个典型的可积模型，已经成为低维量子系统理论和数值研究的基准物理。本文介绍了计算定域和非定域$M$粒子关联函数、动量分布和静态结构因子的各种方法。特别地，我们利用强耦合Lieb-Liniger模型的Bethe无量纲波函数，用分数统计参数$α=1-2/γ$（$γ$为无量纲相互作用强度）解析计算了模型的两点关联函数、动量分布的大矩尾和静态结构因子.我们还讨论了强排斥Lieb-Liniger模型的Tan绝热关系和其它关于分数统计参数的普适关系。
2018-07-19 cond-mat.quant-gas
Exact solution for the degenerate ground-state manifold of a strongly interacting one-dimensional Bose-Fermi mixture
我们提出了一个一维的玻色子和自旋极化费米子的混合物的多体波函数的精确解，具有相同的质量和无限强的排斥作用下的外部限制。这样的模型显示出大的基态简并度。使用广义玻色-费米映射，我们找到的解决方案，为整个集合的基态波函数的退化流形，我们根据群对称性的考虑，他们的特点。我们发现密度分布和动量分布依赖于解的对称性。通过结合具有适当对称性的退化流形的波函数，并在均匀系统Bethe-Anglesia解的强耦合形式的指导下，我们提出了非均匀系统多体波函数的解析表达式，该表达式很好地描述了有限、大和等相互作用强度下的基态，数值模拟验证了该表达式的正确性.
2011-08-22 cond-mat.quant-gas
Spin wave theory for interacting hardcore bosons on cubic lattices: a comparative study
受自旋波理论（SWT）与量子蒙特卡罗（QMC）计算非相互作用硬玻色子（Bernardet等人）的出色比较的启发，和超晶格（Hen等人），我们发展了一个零温下d维立方晶格上相互作用硬核玻色子的SWT，并将其计算性质与随机级数展开（SSE）的结果进行了比较：对于简单立方晶格，在小排斥强度下，SWT和SSE的结果有很好的比较，但对于正方晶格，在强排斥强度下，两种方法的结果之间出现了差异。三相的边界-莫特绝缘（MI），超流体（SF）和内尔固体（NS）-可以很容易地从粒子密度的计算中估计，信号是一级（SF <-->NS）或二级转变（MI <-->SF）。并与一维Bethe模型和二维QMC模型的结果进行了比较。
2012-12-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
