《極化費米氣體在光晶格中的新奇量子態》是依託北京大學，由尹瀾擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：極化費米氣體在光晶格中的新奇量子態
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：尹瀾
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
最近幾年冷原子和玻色愛因斯坦凝聚領域中最重要的進展之一就是在實驗中成功地製備出由極化分子組成的費米子氣體並使這個系統的溫度接近量子簡併溫度。目前關於這個系統有大量的理論和實驗研究正在開展。由於偶極之間的相互作用具有各項異性和長程性，從而導致極化費米氣體在不同的條件下可能展現出各種不同的形態。本項目將研究在光晶格中的極化費米氣體所能產生的各種新奇量子態，包括各種超流態、電荷密度波態、自旋密度波態以及當有自旋軌道耦合時可能產生的拓撲絕緣態。這些量子態本身不僅具有學術價值，而且也具有潛在的套用可能，例如p波超流態在拓撲量子計算的套用。本項目將研究這些量子態的各種性質，包括轉變溫度、單粒子激發譜、集體激發和各種拓撲激發，以及在不同量子態之間可能出現的量子相變。本項目將採用平均場方法來研究各種量子態，在此基礎進一步考慮漲落，採用費曼圖方法或路徑積分方法來分析各種漲落效應，並同時採用數值計算進行研究。
結題摘要
近年來冷原子領域的一個重要進展就是在實驗中成功地製備出由接近量子簡併溫度的具有電偶極矩的費米分子氣體，以及達到量子簡併溫度的具有較大磁偶極矩的原子氣體。針對這些系統有許多的理論和實驗研究正在開展。由於偶極相互作用是長程的並具有各項異性，極化費米氣體在不同的條件下可能處各種不同的量子態上。本項目主要研究了在光晶格中的極化費米氣體所能產生的一些新奇量子態。我們研究了在三維正方晶格中的偶極費米氣體，發現在低溫下存在有p波超流序與棋盤電荷密度波（CDW）序的競爭，弱相互作用區域的基態是p波超流態，強相互作用區域的基態是棋盤CDW態，在中間區域兩種序參量共存形成的超固態。我們還研究了在具有拓撲非平凡能帶的二維晶格中偶極費米氣體，發現偶極相互作用的長程性使得系統在分數填充時更容易出現分數量子霍爾效應態。我們也研究了利用旋轉外場改變偶極相互作用的符號，在三維偶極費米氣體中會出現拓撲p波超流，而它的低能激發就是的外爾型激發。目前關於有自旋軌道耦合的冷原子系統的研究進展很快，我們在本項目中也研究了有二維和三維自旋軌道耦合的玻色氣體，發現自旋軌道耦合會導致原子散射的共振位置發生變化，有可能實現目前尚未被發現的玻色子配對態。
