Bose polarons near quantum criticality
准粒子在强相互作用物质中的出现是现代物理学的基石之一。然而，当物质的不同相在量子临界点附近竞争时，准粒子的存在就受到了质疑。在这里，我们通过将原子杂质浸入具有近共振相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中来产生接近量子临界的玻色极化子。使用局部分辨射频光谱，我们探测的能量，光谱宽度，和作为温度的函数的杂质的短程相关性。远低于超流体的临界温度，杂质就形成了定义明确的准粒子。然而，他们的逆寿命，由他们的光谱宽度，观察到随着温度线性增加的普朗克尺度$\frac{k_B T}{\hbar}$，量子临界行为的标志。接近BEC临界温度时，谱宽超过杂质的结合能，表明准粒子图像的破裂。
2019-09-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Two distinguishable impurities in BEC: squeezing and entanglement of two Bose polarons
研究了玻色-爱因斯坦凝聚体中两个非耦合杂质的纠缠和压缩。我们把它们看作是两个量子布朗粒子与一个由凝聚体的Bogoliubov模组成的浴相互作用。导出的类Langevin量子随机方程具有记忆效应。我们研究两种情况：（i）在没有外部势的情况下，我们观察到纠缠的突然死亡;（ii）在存在外部谐波势的情况下，纠缠甚至在渐近时间极限处仍然存在。我们的研究认为，实验可调参数。
2018-11-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Variational approaches to quantum impurities: from the Fröhlich polaron to the angulon
涉及量子杂质的问题，其中一个或几个粒子与宏观环境相互作用，代表了一个普遍的范式，跨越原子，分子和凝聚态物理。在本文中，我们介绍了新的变分方法量子杂质，并将其应用到的Fröhlich极化子-一个准粒子形成的电子（或其他点状杂质）在极性介质中，和angulon -一个准粒子形成的旋转分子在玻色子浴。我们基准这些方法对既定的理论，评估其准确性作为一个功能的杂质浴耦合。
2018-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atm-clus
Two impurities in a Bose-Einstein condensate: from Yukawa to Efimov attracted polarons
著名的Yukawa势和Efimov势是两种不同的介导相互作用势。第一种起源于量子场论中虚粒子的交换。第二个是由一个真实的粒子与另外两个粒子共振相互作用介导的。这封信展示了浸入玻色-爱因斯坦凝聚体中的两种杂质如何表现出这两种现象。对于弱杂质玻色子吸引相互作用，两个杂质形成两个极化子，通过虚激发介导的弱Yukawa吸引相互作用。对于与凝聚体的共振吸引，交换的激发变成了真正的玻色子，介导的相互作用变成了可以束缚两个极化子的强Efimov吸引。由此产生的双极化子变成介质中的Efimov三聚体，由两种杂质和一种玻色子组成。这种物理现象的证据可以在超冷的原子混合物中看到。
2018-04-13 cond-mat.quant-gas
Polaronic slowing of fermionic impurities in lattice Bose-Fermi mixtures
本文将文献[ \onlinecite{jaksch_njp1} ]中小极化子理论在超冷气体中的应用推广到玻色-费米混合气体的情况，其中两种组分都被加载到光晶格中。在一个合适的参数范围内，可以描述的混合物内的Bogoliubov方法中存在的费米子（动态）杂质和极化子方面的有效描述适用。在慢杂质区的稀释极限，无论玻色-费米相互作用的符号如何，由于极化子的形成，费米粒子的跳跃都是指数重整化的。一旦达到感兴趣的区域，这将导致明确的极化效应实验特征。我们的方法的有效性进行了分析，根据目前可用的实验。本文给出了光晶格中三维$^{87}\rm{Rb}-^{40}\rm{K}$混合物在不同温度、密度和玻色-费米相互作用下的跳跃重整化因子的计算结果。
2010-09-03 cond-mat.quant-gas
Non-equilibrium dynamics of dipolar polarons
本文研究偶极极化子在杂质–玻色子相互作用淬冷后的非平衡动力学，揭示偶极各向异性与陷阱几何共同导致的各向异性弛豫与修饰。
2023-12-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Pump Probe Spectroscopy of Bose Polarons: Dynamical Formation and Coherence
我们提出并研究了一种泵浦-探测光谱方案，以揭示浸没在谐波捕获的玻色-爱因斯坦凝聚体中的费米子或玻色子杂质的时间分辨动力学。在该方案中，泵浦脉冲最初将杂质从非相互作用转移到共振相互作用的自旋状态，并且在系统自由演化的有限时间之后，探测脉冲反转这种转变。这直接允许监测杂质的非平衡动力学，因为相干吸引或排斥玻色极化子的动态形成及其诱导相互作用的签名被印在探针光谱中。我们发现，种间排斥超过种内的时间正交性灾难发生，其次是增强能量再分配过程，独立的杂质的味道。这种现象发生在特征陷阱时间尺度上。对于更长的时间尺度，达到稳定状态，其特征在于杂质的相干性的实质性损失。这种稳定状态与本征态热化有关，并被证明与系统的特性无关。
2020-08-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Polaronic mass renormalization of impurities in BEC: correlated Gaussian wavefunction approach
提出了一类描述有限动量下Fröhlich极化子的变分高斯波函数。我们的波函数给出的极化子能量与现有的Monte Carlo结果非常一致，适用于广泛的相互作用。我们计算了极化子的有效质量，发现弱和中等杂质-玻色子耦合之间的平滑过渡。我们得到的有效质量比平均场方法预测的要大得多。基于我们的变分波函数的一种新的预测是一种特殊的模式的主机原子之间的相关性，可以在飞行时间的实验测量。我们讨论了超冷原子系统中的原子混合物，我们的结果可以用目前的实验技术进行检验。
2015-07-21 cond-mat.quant-gas
Polarons and their induced interactions in highly imbalanced triple mixtures
我们揭示了沉浸在相关的一维（1D）玻色-玻色混合物中的杂质的极化子性质。这种设置允许杂质以吸引或排斥的方式耦合到特定的主体，从而提供了一个高度灵活的平台来操纵出现的极化特性。具体地，极化子残基峰和诱导相互作用的强度可以通过改变杂质与各个玻色子组分的偶联来控制。特别是，它是可能的，以保持更大的相互作用强度的准粒子字符相比，在一个单一的玻色子物种中的杂质的情况下。我们阐述了杂质介质相互作用的极化子结合能的层次结构，从而阐明了最近的实验射频方案中的极化子共振的识别。对于强吸引力的杂质介质耦合双极化子形成被捕获。我们的研究结果铺平了道路，不断改变准粒子的字符，陷阱效应的影响下，同时暴露在三重混合设置的相关性的作用。
2021-09-22 cond-mat.quant-gas
Ground state properties of interacting Bose polarons
从理论上研究了多杂质原子对玻色极化子基态性质的影响。的Bogoliubov近似适用于描述的凝聚体产生的哈密顿量包含超出Fröhlich近似的条款。通过扩展多Fröhlich极化子的多体描述，考虑了杂质原子的多体性质，揭示了杂质的静态结构因子是关键量.在这种形式主义各种实验上可访问的极化性质计算，如能量和有效质量。这些结果进行检查系统参数对应于最近的两个实验实现的玻色极化子，一个费米子杂质和玻色杂质。
2018-10-09 cond-mat.quant-gas
Polarons, Dressed Molecules, and Itinerant Ferromagnetism in ultracold Fermi gases
本文讨论了几个杂质原子在超冷费米子气体中的性质，即所谓的费米极化子问题。一方面，这个多体系统是有吸引力的，因为它可以用简单的图解和/或变分理论方法几乎精确地描述。另一方面，它提供了定量可靠的洞察强相互作用的人口不平衡量子混合物的相图。特别地，我们证明了极化子问题可以应用于研究巡游铁磁性，一个长期存在的问题，在量子力学。
2014-02-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Universal quantum dynamics of Bose polarons
本文通过测量弱相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体中移动杂质的光谱与实时动力学，揭示吸引和排斥相互作用下极化子分支的不同行为，并证明杂质动力学仅由浴密度和单一无量纲参数普适控制。
2025-04-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Mass-gap functional determinant approach for mobile Fermi polarons
Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；Institut für Theoretische Physik, Universität Heidelberg（海德堡大学理论物理研究所）；Center for the Physical Foundations of Computation, Heidelberg University（海德堡大学计算物理基础中心）
该研究将泛函行列式方法（FDA）扩展到有限质量移动杂质情形，利用质量间隙模型实现移动杂质多体谱与拉姆齐动力学的精确计算，为移动杂质量子动力学提供了高效框架。
2026-09-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el math-ph
Mediated interactions between Fermi polarons and the role of impurity quantum statistics
本研究在锂原子费米海中观测到钾杂质费米极化子间的媒介相互作用，证实朗道费米液体理论关于能量移动线性依赖浓度及随量子统计符号反转的预测，并揭示强相互作用下的延迟与分子形成效应。
2023-05-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Tunable breakdown of the polaron picture for mobile impurities in a topological semimetal
冷原子气体中的移动杂质构成了研究极化子物理的新平台。本文证明了当杂质原子与二维费米气体相互作用时，极化子的二次能带与极化子的二次能带相接触，极化子图像可以保持，也可以破裂，这取决于能带结构的粒子-空穴不对称性。如果空穴带的有效质量小于粒子带的有效质量，则准粒子是稳定的，其扩散系数随温度变化为$D(T) \propto \ln^2 T$。如果空穴带具有较大的质量，准粒子的重量消失在低能量，由于紧急的正交性灾难。在这种情况下，我们映射到一组一维通道的问题，并使用共形场论技术，以获得$D(T)\propto T^ν$与相互作用相关的指数$ν$。不同的制度，可以检测到在非平衡膨胀动力学的初始限制杂质。
2016-12-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Extracting non-local inter-polaron interactions from collisional dynamics
本研究发展了一种新的实验方法来推导超冷费米/玻色原子（通常被称为费米/玻色极化子）被困气体中杂质之间的相互作用。在这种方法中，我们考虑两体费米/玻色极化子碰撞实验中，杂质和原子的相互作用很弱。量子动力学的数值模拟揭示了从极化子波包的几个快照的测量轮廓中获得关于两个极化子之间的非局域诱导相互作用的信息的可能性。这是因为只要相关薛定谔方程的WKB近似适用，诱导相互作用的势就被量子势很好地平衡了。
2020-11-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bipolarons and multi-polarons consisting of impurity atoms in a Bose-Einstein condensate
本文将极化子的变分费曼形式推广到双极化子的全耦合处理，并应用于玻色-爱因斯坦凝聚体中的两个杂质原子。这表明，如果极化子耦合强度足够大，杂质将形成束缚态（双极化子）。作为杂质之间的相互排斥的功能，两种类型的双极化子区分：在弱排斥和哑铃双极化子在强排斥紧束缚双极化子。除了结合能，还研究了双极化子半径及其有效质量的演变作为杂质之间的排斥相互作用的强度和极化耦合强度的函数。然后，我们将强耦合理论应用到凝聚体中的多个杂质原子上，从而预言了在强耦合区域中多极化子的形成。两种形式主义的结果进行了比较，在冷凝液中的两个杂质，这导致在一般的定性协议和定量协议在强耦合。一般认为，玻色-爱因斯坦凝聚体中的杂质原子系统表现出极化弱耦合态。然而，极化子耦合强度原则上可通过费什巴赫共振来调节。
2014-03-26 cond-mat.quant-gas
Medium-enhanced polaron repulsion in a dilute Bose mixture
Monash University（蒙纳士大学）；ARC Centre of Excellence in Future Low-Energy Electronics Technologies, Monash University（蒙纳士大学未来低能电子技术创新中心）
本研究通过微扰展开证明弱相互作用下介质增强玻色极化子排斥，与朗道理论预测的吸引不同，并解释实验中相互作用符号差异。
2025-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Scattering of two heavy Fermi polarons: resonances and quasibound states
费米海中的杂质或费米极化子经历由介质的量子涨落引起的卡西米尔相互作用。当杂质和费米子之间存在短程吸引时，两个杂质之间的诱导相互作用在短距离处也是强吸引的，并且在更大的距离处在空间中振荡。从理论上研究了零温下理想费米气体中两重杂质间的散射特性，计算了它们之间的散射相移和散射长度。当杂质与介质的相互作用较弱时，杂质之间的诱导相互作用是弱吸引的，而当杂质与介质的相互作用较强时，杂质与介质的诱导相互作用会产生共振，诱导散射长度会发生符号变化，甚至会产生很强的排斥。当三体Efimov束缚态出现在连续阈值时，这些共振就会发生。当能量超过连续阈值时，我们发现介质中的Efimov态可以转变为具有有限衰减宽度的准束缚态。
2020-12-17 cond-mat.quant-gas
Repulsive polarons in two-dimensional Fermi gases
本文研究了二维自旋向下的杂质原子与自旋向上的费米海的短程引力相互作用。类似于3D，我们展示了杂质如何形成能量大于非相互作用杂质的亚稳态（“排斥极化子”）。此外，我们发现，排斥极化子可以获得一个有限的动量足够弱的吸引相互作用。即使排斥极化子的能量可以变得相当大，我们认为，饱和铁磁性是不利的，因为极化子的有限寿命和小准粒子的重量在2D。
2012-04-10 cond-mat.quant-gas
Repulsive Fermi and Bose Polarons in Quantum Gases
极化子准粒子是由可动杂质与多粒子背景的元激发耦合而形成的。在超冷原子领域，伴随杂质问题的研究在过去的十五年里引起了越来越多的兴趣。极化子准粒子性质对于我们理解超冷原子气体和固态中实现的各种典型量子多体系统至关重要，从不平衡玻色-费米和费米-费米混合物到费米哈伯德模型。在这篇专题综述中，我们重点讨论了所谓的排斥极化子分支，它在具有潜在吸引力相互作用的系统中（如超冷原子混合物）作为激发多体状态出现，其特征在于杂质与周围介质之间的有效排斥。我们简要介绍了目前的理论和实验的理解排斥极化子的性质，杂质嵌入在费米子和玻色子介质，我们强调值得未来的调查开放的问题。
2022-04-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Polaron bubble stabilised by medium-induced three-body interactions
将两种相互排斥的粒子混合通常会在排斥力较弱时产生均匀的混合物，或者在排斥力太强时导致两种粒子的完全相分离。然而，它示出，有一个中间制度，其中两种可以共存于其基态作为一个气泡浸没在一种气体。这种情况是通过在玻色-爱因斯坦凝聚体中加入重排斥杂质而得到的。在一定的相互排斥强度之上，可以形成一个由杂质和玻色子组成的稳定气泡，这是由于气泡内玻色子引起的相互作用与周围玻色子的外部压力之间的平衡。在某些特定的强度下，杂质之间的有效相互作用仅由三体相互作用组成。最后，超过临界强度，玻色子从气泡中被喷射出来，杂质坍缩成一个纯杂质气泡。这种现象可以用不同质量的超冷原子的不平衡混合物来观察。此外，似乎有可能达到这样一种状态，即杂质形成一个由强相互作用粒子组成的密集气泡。
2020-08-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Interaction beween polarons and analogous effects in polarized Fermi gases
我们考虑两种不同的超冷费米气体的不平衡混合物，这是强烈的相互作用。称自旋向下为少数分量，自旋向上为多数分量，小相对密度$x=n\ds /n\us$的极限通常被认为是非相互作用极化子的气体。这允许在以$x$的幂展开的系统的总能量中计算与$x$（对应于极化子的结合能）和与$x^{5/3}$（对应于极化子费米海的动能）成比例的项。在本文中，我们调查的条款物理上由于极化子之间的相互作用，这是成比例的$x^2$和$x^{7/3}$。我们发现三个这样的条款。第一个对应于覆盖两个极化子的云之间的重叠。另外两个是由于极化子密度的非零引起的单极化子结合能的改变。第二项是由于其他极化子形成的费米海对极化子动量的限制。最后一个是由于其他极化子对自旋向上的费米海的修正。所有这些项的计算都是在最简单的单粒子-空穴激发水平上进行的。它是为所有可能的相互作用强度的极化子的稳定范围内进行。在幺正性的最后两个条款提供了一个相当弱的贡献，而第一个是强大的，并导致显着的分歧与蒙特卡洛结果。讨论了这种差异的可能起源。
2011-09-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Crossover from attractive to repulsive induced interactions and bound states of two distinguishable Bose polarons
该研究将两个可区分杂质置于谐振囚禁玻色介质中，结合多体计算与有效两体模型，揭示杂质诱导聚束或反聚束对应吸引或排斥诱导相互作用，并发现强吸引区的双极化子与三聚体态。
2023-09-25 cond-mat.quant-gas
Polarons in Extremely Polarized Fermi Gases: The Strongly Interacting 6Li-40K Mixture
本文研究了强相互作用下质量不平衡的极端极化二组分费米气体。具体来说，我们专注于实验上可用的混合物的${}^6$锂和${}^{40}$ K原子。在这种情况下，自旋极化子，即，修饰的少数原子，形成。我们考虑少数原子的谱函数，由此可以确定自旋极化子的寿命和有效质量。此外，我们预测的射频（RF）频谱和自旋极化子的动量分布的实验与${}^6$锂和${}^{40}$ K原子。随后，我们研究了自旋极化子的运动由于自旋阻力的弛豫。
2012-03-26 cond-mat.quant-gas
Polarons and bipolarons in Rydberg-dressed extended Bose-Hubbard model
School of Science and Technology, Physics Divisio, University of Camerino（卡梅里诺大学理学院物理学部）
研究Rydberg- dressed扩展Bose-Hubbard模型中单个和双杂质的基态性质，揭示了极子和双极子行为在超流和绝缘相中的不同表现。
2025-11-28 cond-mat.quant-gas
Breathing modes of repulsive polarons in Bose-Bose mixtures
本文研究了准一维双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中的杂质原子。通过数值求解耦合的Gross-Pitaevskii方程，研究了杂质和玻色物质之间的排斥耦合对系统平衡的影响。我们的研究结果表明，杂质的存在可能会导致一个不可混溶的相变由于杂质和两个冷凝物的相互作用。在Bogoliubov-de Gennes方程的范围内，我们计算了由于不同类型的相互作用引起的量子涨落。本文采用变分法和数值方法，在混溶情形下，深入讨论了均匀和非均匀二元凝聚体中谐波捕获杂质的呼吸模式和时间演化。我们特别表明，自陷，可折叠性和被困玻色混合物的不均匀性可能会强烈修改的低位激发和杂质的动力学性质。均匀玻色混合物中声子的存在引起杂质宽度呼吸振荡的阻尼。
2020-06-17 cond-mat.quant-gas
Quantum beat spectroscopy of repulsive Bose polarons
本文利用39K量子简并气体中的拉姆齐干涉测量研究强排斥杂质，通过量子拍信号提取宽范围相互作用下的极化子能量，并识别了玻色极化子形成的动力学区域。
2023-10-27 cond-mat.quant-gas
Repulsive Fermi Polarons and Their Induced Interactions in Binary Mixtures of Ultracold Atoms
本文以$^6$ Li- $^{40}$ K混合物为例，研究了一维简谐囚禁的超冷原子少体混合物中的排斥费米极化子。这些准粒子状的状态，其外观是在杂质的射频光谱信号的表征，是通过提取它们的寿命和残差。增加$^{40}$ K杂质的数量会导致与其环境纠缠的单个和多个极化子的出现。观察到的谱线的相互作用依赖的增宽，表明诱导的相互作用的存在。我们提出的杂质之间的相对距离作为一个足够的措施来检测诱导的相互作用独立的原子混合物的具体情况，结果，我们展示通过考虑也$^6$锂- $^{173}$ Yb系统。该距离进一步示出为指示独立于浴（$^6$ Li）的尺寸和杂质的原子种类的缠结的产生。纠缠的产生和诱导的相互作用的重要性，揭示了一个强调制度的中间相互作用强度。
2019-04-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Mediated interaction between polarons in a one-dimensional Bose gas
本文研究了具有两个与玻色子密度局部耦合的杂质的弱相互作用一维玻色气体。我们推导出任意耦合和分离$r$的杂质之间的诱导相互作用的分析结果。在$r\lesssim ξ$，其中$ξ$表示玻色气体的愈合长度，相互作用很好地描述了平均场的贡献。它的形式变化的耦合增加，接近$r$的线性函数在短距离的强耦合制度。对于$r\ggξ$，平均场贡献在任意耦合下呈指数衰减。然而，在如此长的距离上，量子涨落的影响变得很重要，对诱导的相互作用产生了长距离的量子贡献。在最长距离下，它表现为$1/r^3$，而在强耦合下，我们发现具有较慢衰减的中间距离区域，$1/r$。还计算了交叉区的量子贡献。杂质之间的诱导相互作用（即，极化子）是有吸引力的，并导致形成它们的束缚态，称为双极化子。我们讨论它的结合能。
2021-03-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Impurities in a trapped 1D Bose gas of arbitrary interaction strength: localization-delocalization transition and absence of self-localization
该研究通过DMRG和费米子映射等方法，证明一维玻色气体中杂质不存在自局域化，并给出重杂质极化子能量的精确解析近似及极化子间相互作用势。
2025-01-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effect of impurities on the transition temperature of a dilute dipolar tapped Bose gase
利用双流体模型研究了杂质对偶极囚禁玻色气体相变温度的影响。通过对系统相互作用修正谱中杂质的高斯空间相关性处理，导出了转变温度漂移的计算公式。转变温度的变化主要由接触、偶极-偶极和杂质相互作用三个因素引起。应用我们的结果偶极玻色气体表明，由于杂质的转变温度的移动可以测量各向同性陷阱（偶极-偶极贡献为零）和费什巴赫共振技术（接触电位的贡献可以忽略不计）。
2014-12-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Repulsive polarons and itinerant ferromagnetism in strongly polarized Fermi gases
我们分析了浸入费米海中的单个杂质的性质。在正能量和散射长度，我们表明，该系统具有一个明确的，但亚稳态的激发，排斥极化子，我们计算了它的能量，准粒子残留和有效质量。从热力学的角度，我们得到了敷料云的粒子数，说明了极化子的排斥性质。确定了重要的二体和三体衰变通道，并进一步计算了排斥极化子的寿命。完全自旋极化（铁磁）域的形成的稳定条件，然后检查一个一般的质量比的原子的二元混合物。我们的研究结果表明，质量不平衡降低相分离的临界相互作用强度，但很短的准粒子衰变时间将复杂的巡回铁磁性的实验观察。最后，我们给出了不同耦合强度和动量的杂质谱函数。
2011-05-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Role of impurity statistics and medium constraints in polaron-polaron interactions
Monash University（莫纳什大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC)（凝聚态物理中心 (IFIMAC)）；Universität Heidelberg（海德堡大学）
研究极子-极子相互作用中杂质统计与介质约束的影响，提出统一理论框架并推导出弱耦合极限下的精确关系。
2026-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Mass-gap description of heavy impurities in Fermi gases
Institut für Theoretische Physik, Universität Heidelberg（海德堡大学理论物理研究所）
本文通过算符重排引入“质量隙”概念，统一描述费米极化子与安德森正交灾难，揭示隙内态在极化子-分子转变中的关键作用，并推导准粒子权重的幂律标度。
2025-11-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el math-ph
Polaron Interactions and Bipolarons in One-Dimensional Bose Gases in the Strong Coupling Regime
玻色极化子是由可移动杂质和冷玻色气体组成的准粒子，在多体环境中能发生强相互作用，形成双极化子束缚态。在这里，我们提出了一个详细的研究重极化子在一维玻色气体的非微扰理论，并补充它与精确的数值模拟。我们开发了一种分析方法弱玻色子-玻色子相互作用和任意强杂质-玻色子耦合。我们的方法是基于平均场论，占变形的超流体的杂质，并以这种方式最大限度地减少量子波动。在Born-Oppenheimer（BO）近似下精确求解了平均场方程，得到了与量子Monte-Carlo（QMC）结果非常吻合的重极化子相互作用势的解析表达式.在强耦合极限的潜力大大偏离指数形式有效的弱耦合，并在短距离的线性形状。考虑到领导阶Born-Huang修正，我们计算了杂质玻色子质量比低至3的双极化子结合能，并发现与QMC结果非常吻合。
2021-09-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Semiclassical polaron dynamics of impurities in ultracold gases
我们提出了一个半经典处理耦合到BEC的Bogolyubov模式的费米子杂质。在最低阶近似，我们找到了一个完整的解决方案的初始值问题，这原来表现出不同的次和超音速制度。虽然在前一种情况下没有观察到杂质减速，但在后一种情况下，非马尔可夫耗散效应踢在费米子的减速。虽然这种情况是兼容的一个基本场论图片提供的弱耦合，动力学的细节是完全不同的。涨落效应可以通过经典路径展开来考虑，这样就可以估算出作为费米子-玻色子耦合强度函数的重要极化子半径。作为应用，计算了BEC对匀速运动杂质$v$的拖曳力。与微扰的结果相反，根据微扰的结果，阻力是$\sim v^4$，在半经典区域，它与$1/v^2$成比例。
2013-03-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Zero temperature momentum distribution of an impurity in a polaron state of one-dimensional Fermi and Tonks-Girardeau gases
本文研究了一维空间中自由费米子或Tonks-Girardeau玻色子气体中单个可分辨杂质粒子形成极化子态的动量分布函数。我们得到了一个Fredholm行列式表示的分布函数的Bethe无源可解模型的杂质气体$δ$功能的相互作用势在零温度下，在排斥和吸引的制度。我们从这个表示推导出在一个大的动量的四次方衰减，和一个弱发散（准凝聚）在有限的动量峰。我们还证明了无限强相互作用极限情况下的动量分布函数可以通过一维不可穿透任意子的关联函数来表达。
2020-03-02 cond-mat.quant-gas nlin.SI quant-ph
Emergent Fermi polarons in Dirac materials
Universität Heidelberg（海德堡大学）；University of Warsaw（华沙大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）
研究狄拉克材料中量子杂质吸收光谱的能带结构效应，发现狄拉克费米极化子这种新准粒子，其对多种相互作用和掺杂情况都稳定，为探测狄拉克点提供新方法。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Polarons in atomic gases and two-dimensional semiconductors
Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Heidelberg University（海德堡大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Aarhus University（奥胡斯大学）
本文综述了极子在超冷原子气体和二维半导体中的理论与实验研究，探讨了极子在费米和玻色环境中的特性及其在复杂物质系统相图中的基本见解。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Trimers, molecules and polarons in imbalanced atomic Fermi gases
研究了自旋向下的杂质原子与自旋向上的原子费米气体相互吸引作用的基态。通过构造极化子、分子和三聚体的变分波函数，我们详细研究了这些修饰束缚态之间的跃迁随质量比$r=m_\uparrow/m_\downarrow$和相互作用强度的变化。我们发现费米海的存在增强了$p$ -波三聚体的稳定性，这可以被看作是一个Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）分子，它结合了一个额外的多数原子。对于足够大的$r$，我们发现，过渡位于非平衡费米气体的相分离区域之外，因此应该在实验中观察到，不像充分研究的等质量的情况下。
2010-10-22 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Polaronic effects in one- and two-band quantum systems
本文研究了在玻色-爱因斯坦凝聚体中含有少量杂质的晶格系统中极化子的形成和动力学。该系统已在实验上用超冷原子和光晶格实现。在这里，我们考虑一个两带模型的杂质原子，随着Bogoliubov近似的BEC，声子耦合到杂质通过内和带间跃迁。我们通过一个扩展的两带Lang-Firsov极化子变换，使用变分方法解耦这个Fröhlich项。新的有效哈密顿量与两个（极化子）带的修改的相干输运，极化子的能量移动和诱导的长程相互作用不同于原来的哈密顿量。采用Lindblad主方程方法计算了极化子和浴之间的剩余非相干耦合。与费米黄金法则相比，这种极化子处理产生了重整化的带间弛豫速率。对于强耦合的双带Fröhlich哈密顿量，极化子在各个带中被紧密地包裹，不能在它们之间隧穿，导致带间自陷效应。
2015-12-31 cond-mat.quant-gas
Attractive and repulsive Fermi polarons in two dimensions
环境中单个杂质的动力学是多体物理学中的一个基本问题。在固态中，一个众所周知的情况是耦合到玻色子浴的杂质，例如晶格振动。在这里，杂质与伴随的晶格畸变一起形成一个新的实体，极化子。这种准粒子在高Tc超导体的谱函数和锰氧化物的磁电阻中起着重要的作用。对于费米子浴中的杂质，迄今为止，人们的注意力主要集中在表现出Anderson正交性突变和近藤效应的重杂质或不动杂质上。直到最近，移动杂质才成为研究的焦点，人们发现它们形成了新的准粒子，即所谓的费米极化子。费米极化子问题构成了两个重要的量子多体问题的极端，但概念简单，极限：BEC-BCS交叉与自旋不平衡的吸引相互作用和斯通纳的巡回铁磁性排斥相互作用。有人提出，这个和其他难以捉摸的奇异量子相可能在局限于二维的费米气体中实现。它们的稳定性和可观测性与理论上争论的二维费米气体中费米极化子的性质密切相关。在这里，我们创建和调查这些费米极化子和测量其光谱功能使用动量分辨光电子能谱。对于有吸引力的相互作用，我们发现有争议的极化子和紧密结合的二聚体之间的配对过渡的证据，这提供了洞察不平衡，强耦合的二维费米气体的基本配对机制。此外，对于排斥相互作用，我们研究了新的准粒子，排斥极化子，其寿命决定了稳定排斥相互作用费米系统的可能性。
2012-03-05 cond-mat.quant-gas
Polarons and bipolarons in a two-dimensional square lattice
本文研究二维晶格中浸入BEC的移动杂质，发现排斥相互作用下的新型准粒子，并推导有效薛定谔方程证明二维性和吸引有效相互作用导致双极化子束缚态形成，为量子气体显微观测极化子与双极化子提供理论依据。
2023-01-21 cond-mat.quant-gas
Polarons in Binary Bose-Einstein Condensates
本研究针对二元玻色-爱因斯坦凝聚体中的玻色极化子，通过广义玻戈留波夫变换推导含两类耦合的有效Fröhlich哈密顿量，用Lee-Low-Pines变分法揭示了IS耦合对其基态能量、虚声子数及有效质量的调控规律。
2023-08-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Superfluid flow of polaron polaritons above Landau's critical velocity
我们发展了一个理论，光与超流光学介质的相互作用，描述量子杂质的运动，通过传播光子创建和拖动通过液体。众所周知，一个可移动的杂质在超流体中的运动速度一旦超过声速-朗道临界速度，就会由于声子发射而受到耗散。令人惊讶的是，我们发现，在目前的混合轻物质设置，极化杂质可以免受环境退相干，并允许传播远高于朗道速度，而不会危及超流体响应的介质。
2020-07-16 cond-mat.quant-gas
Quantum-Zeno Fermi polaron in the strong dissipation limit
在多体系统中，测量和量子关联之间的相互作用可以导致在孤立系中无法获得的新型集体现象。在这项工作中，我们将量子测量理论的Zeno范式与凝聚态物理中的极化子概念相结合。由此产生的量子芝诺费米极化子是一种准粒子，它出现在有损耗的杂质与量子简并的费米子浴相互作用时。对于杂质-费米子结合能量级的损失率，准粒子是短命的。然而，我们表明，在大损失率的强耗散状态下，长寿的极化子分支重新出现。这种量子芝诺费米极化子起源于费米面和量子芝诺投影所禁止的动量区表面之间的非平凡相互作用。我们在这里考虑的情况是自然实现的极化激元杂质在电荷可调半导体，也可以实现使用超冷气体中的原子态。
2021-01-13 cond-mat.quant-gas
Angular self-localization of impurities rotating in a bosonic bath
自Landau提出极化子自定域跃迁以来，极化子自定域跃迁的存在一直是人们争论的焦点。在这里，我们揭示了极化子的旋转模拟-角动量准粒子的自定位过渡。我们发现，不同于极化子，角动量的自定位发生在有限的杂质浴耦合已经在平均场水平。这种转变伴随着角动量基态的球对称破缺和基态能量的一阶导数的不连续性。此外，对称性破缺的类型取决于微观杂质浴相互作用的对称性，这导致了许多不同的自局域态。预测的效应可能在超流氦滴和超冷量子气体中捕获的冷分子的实验中得到解决，以及在固体和玻色-爱因斯坦凝聚体中的电子激发。
2017-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Metastability in spin polarised Fermi gases and quasiparticle decays
在二元极化费米气体相图中，我们研究了与从正常相到超流相的一级跃迁有关的亚稳性。首先，我们详细描述了单个准粒子的主要衰变过程。在确定了每个过程的动量阈值并计算了它们的速率之后，我们将这种理解应用于费米极化子海，将其亚稳性与单个极化子的稳定性联系起来，以及预测正常部分极化相的亚稳区域。在一个单一的杂质的限制，这个区域从相互作用强度在分子的极化相成为基态，在一个单一的准粒子基态的变化特征从极化到分子。我们用极化子的费米海来论证，自然表明它们可以用作实验探测器。我们提出了实验来观察亚稳性的预测区域的阈值，准粒子基态的相互作用强度变化的字符，和极化子的衰变率。
2010-12-02 cond-mat.quant-gas
Dynamics of polaron formation in 1D Bose gases in the strong-coupling regime
本文研究强耦合一维玻色气体中杂质注入形成极化子的动力学，采用超越Froehlich模型的平均场方法及截断维格纳模拟，发现能量-动量关系的平滑交叉、周期结构及丰富的动力学机制，包括减速、反向散射和不同动量扇区的稳态极化子形成。
2023-09-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bose polaron interactions in a cavity-coupled monolayer semiconductor
移动量子杂质和玻色浴之间的相互作用导致准粒子的形成，称为玻色极化子。玻色极化子的基本性质，例如它们之间的相互作用，可能与裸杂质的性质有很大的不同。在这里，我们探讨玻色极化子物理在二维非平衡设置注入$σ^-$极化激子极化激元杂质到浴的相干$σ^+$极化激元产生的单层MoSe $_2$嵌入在光学腔的共振激光激发。通过利用双激子费什巴赫共振之间的杂质和浴极化激元，我们调整的相互作用系统的强耦合制度，并证明了两个新的准粒子分支的共存。利用时间分辨的泵浦探测测量，我们观察到极化子修饰如何改变杂质极化激元之间的相互作用。值得注意的是，我们发现，高能量极化子准粒子之间的相互作用，这是排斥小浴占用，可以成为有吸引力的强杂质浴耦合制度。我们的实验提供了在任何物理系统中玻色极化子-极化子相互作用强度的第一个直接测量，并为探索和控制驱动耗散设置中的多体相关性铺平了道路。
2022-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Polaronic dressing of bound states
本文研究具有内部结构（二聚体）的杂质在玻色子浴中的极化子性质，通过两体求解和场论方法，发现极化子 dressing 可使二聚体从明确束缚态转变为定义不清的束缚态。
2025-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Topological transport of mobile impurities
我们研究了拓扑平凡的移动杂质（费米极化子）与多数费米子弱相互作用形成的陈-绝缘体背景的霍尔响应。这种设置涉及到极化子问题的真正多体性质和周围云的拓扑性质之间的丰富的相互作用。当大多数费米子被外场加速时，可以感应出横向杂质电流。为了量化这种极化霍尔效应，我们计算的阻力transconductivity，采用控制图解微扰理论在杂质费米子相互作用。我们发现，杂质霍尔阻力不是简单地成正比的陈数表征的拓扑输运的绝缘体本身-它也不断依赖于粒子-空穴破碎条款，陈数是不敏感的。然而，当绝缘体被调谐跨越一个拓扑相变，一个急剧跳跃的杂质霍尔阻力的结果，我们推导出一个解析表达式。我们描述了如何霍尔拖曳和跳跃可以提取从一个圆形的二向色测量杂质的激发率，特别适合于超冷气体实验。
2021-06-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Creation of Rydberg Polarons in a Bose Gas
本文报道原子玻色气体中里德伯极化子的光谱观测。极化子是由里德伯原子作为锶玻色-爱因斯坦凝聚体中的杂质激发而产生的。它们与先前研究的极化子的区别在于，它们宏观上占据了束缚分子态，而束缚分子态是由弱束缚里德堡电子从基态原子散射而产生的。在Sr中的低能电子-原子散射中没有$p$波共振，这在里德伯谱线型和谱宽（窄化）与里德伯主量子数$n$的比例关系中引入了一种普遍的行为。光谱特征描述与功能行列式的方法（FDA），解决了一个扩展的Fröhlich哈密顿玻色气体中的移动杂质。多原子里德堡分子（三聚体，四聚体和五聚体）的激发态的实验解决和准确再现与FDA。
2018-01-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
