《粒子數失衡的超流費米冷原子氣體旋轉時的相分離》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由余永樂擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：粒子數失衡的超流費米冷原子氣體旋轉時的相分離
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：余永樂
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
混合物質在旋轉時出現的相分離很早就被人們認識和套用。在實驗上MIT的Ketterle小組觀察到粒子數失衡（population imbalance）的兩分量費米冷原子氣體在旋轉下出現的相分離：一部分是庫泊對組成的超流相，另一部分是不參加配對的費米原子組成的常規（非超流）體系。我們研究這一原子氣體在旋轉下的相分離的物理機制，主要回答以下問題：旋轉是否有助於相分離？該體系的物理參數（旋轉速度，粒子數失衡強度，粒子作用強度，溫度等等）如何影響相分離？我們運用一些成熟的理論方法，包括泛函密度近似和蒙特卡羅模擬等，來計算該體系在旋轉系中的基態和低能量激發態，從這些態中分析相分離的有關物理機制。我們的研究除了探討這一新型量子體系的相分離現象外，還關係到庫泊對關聯以及渦旋態等基礎的量子現象，在量子信息套用上也會有著影響。
結題摘要
該項目的受資助者長期從事超流及超導領域的基礎的物理理論及圖像的研究，曾說明了超流是一種玻色子交換效應，給出了超流的清晰的量子機理。這個項目是受資助者在基金委拿到的第一個項目用於資助在超流超導領域的基礎研究。在這個項目的資助期間裡，受資助者在這個領域裡面的研究獲得豐碩的成果，其中在超流體系的渦旋動力學方面的研究發表在Science上(Science 332, 1288 (2011)) 。一些主要成果概述如下，（i）在超導體的基礎物理圖像研究中提出當超導體中的電流大於臨界電流時，庫泊對並不是大家所認為的那樣被打破，庫泊對可以存在，並提出檢驗庫泊對存在的實驗方法，這個基礎物理圖像和高溫超導體裡面的贗隙相（pseudo-gap phase）有著深刻的聯繫(Physica C. 493, 31 (2013))。（ii）在超流的基礎理論研究上面提出一系列的物理認識，其中包括如何統一認識過去在超流液氦的實驗研究中發現的兩種看起來有不同性質的臨界速度，即外在的臨界速度和內稟的臨界速度，這種深層次的統一對超流的基礎物理理論有重要意義(Mod. Phys. Lett. B 26, 1230017 (2012))。（iii）在超流體系的渦旋動力學研究上面取得系列成果，譬如從理論上展示了渦旋是如何一一形成，渦旋環的形成和湮滅過程，渦旋線的相互纏繞、斷裂和重新連結，這些動力學過程是第一次被清楚地演示，該工作發表在Science上(Science 332, 1288 (2011))。上述的工作（i）和工作（ii）由項目的被資助者獨立完成，工作（iii）為合作的成果。這些工作和資助項目提到的研究工作在方向上面一致，內容上很接近，具體的事情上面有所調整和增加了一些內容， 這種調整的原因是實際做的工作比項目中提到的事情更具有基礎性和重要性，科研研究價值性更大性，也更迫切些，更能符合基金委資助的目的。受資助者期盼在超流超導領域的基礎研究上面能得到基金委下一輪的資助。
