一维光学晶格中排斥费米气体的超流与Mott绝缘态研究

"这篇论文是2013年发表在《山西大学学报(自然科学版)》上的，作者是李小磊和梁军军，主要探讨了一维光学晶格中排斥相互作用对费米气体超流特性的影响。研究基于Fermi-Hubbard模型，并运用密度重整化群方法进行分析。" 正文: 一、Fermi-Hubbard模型与光学晶格 Fermi-Hubbard模型是凝聚态物理学中用于描述电子或原子在周期性势场（如光学晶格）中相互作用的重要理论模型。在这个模型中，考虑了粒子的局域化（Mott绝缘态）和流动性（超流态）。光学晶格是由激光束形成的，它可以精确控制和调节，从而为研究强关联现象提供了理想的实验平台。 二、密度重整化群(Density Matrix Renormalization Group, DMRG) DMRG是一种数值计算技术，特别适用于处理一维和准一维系统。在本研究中，DMRG被用来研究粒子数小于半填充情况下一维光学晶格中费米子气体的行为。通过这种方法，可以揭示不同相互作用强度下的系统相变特性。 三、超流态与Mott绝缘态 超流态是指物质的一种无粘滞性流动状态，其中粒子能以零阻力流动。在光学晶格中，当粒子间的排斥相互作用达到一定强度时，可以诱导费米系统从超流态转变为Mott绝缘态。Mott绝缘态是指由于强烈的排斥作用，粒子无法自由移动，形成局域化的状态。 四、格点总数与相变 研究发现，对于较小的格点总数（N < 22），当排斥作用强度超过临界值，系统会出现Mott绝缘态，且边缘保持超流态。然而，随着格点总数的增加，这种关系会发生变化。增强的排斥作用首先可能导致负的两粒子束缚能，表明系统处于超流态，但不伴随Mott绝缘态的形成，需要更强的排斥作用才会出现Mott绝缘态。 五、结论与改进 论文指出，文献[5]的结论在此基础上得到了进一步改善。在特定条件下，排斥相互作用可以导致类似于吸引作用的效果，形成配对，这为理解排斥相互作用如何诱导超流提供了新的见解。此外，论文强调了在研究中考虑不同格点总数的重要性，因为这会影响系统相变的特征。 关键词: Fermi-Hubbard模型，密度重整化群，未束缚能，Mott绝缘态 这篇研究对于理解冷原子系统中的量子相变、超流现象以及排斥相互作用的影响具有重要意义，同时也为设计和调控量子态提供了理论指导。