超冷费米气体中自旋轨道耦合下的BCS-BEC渡越与量子相变

本文探讨了自旋轨道耦合作用（Rashba SO coupling）下超冷费米气体（ultracold Fermi gas）中的BCS-BEC过渡和量子相变现象。作者吴凡、张任等人，来自中国科技大学的量子信息实验室和中国人民大学物理系等多个研究机构，他们的研究基于一个两通道模型，该模型考虑了开放通道的背景散射和闭通道的分子态。 在超冷原子物理学领域，BCS-BEC crossover是一个重要的课题，它涉及了当原子间的吸引力足够强时，费米气体从巴克斯特-库珀（BCS）态，即电子对形成的 Cooper 对，转变为玻色爱因斯坦凝聚（BEC）状态，其中原子像一个单一的波函数一样行为。在自旋轨道耦合的作用下，这种转变变得更加复杂，因为电子的内禀自旋与轨道运动之间的相互作用引入了额外的量子力学效应。 研究者们利用多体理论和微扰方法，在Feshbach共振附近分析了这一系统的行为。Feshbach共振是一种能够控制原子间相互作用强度的关键工具，通过磁场调控可以实现从排斥到吸引的转变。在考虑了自旋轨道耦合的背景下，这种共振能导致系统性质的显著变化，从而触发BCS-BEC crossover和潜在的量子相变。 他们的工作还涉及到博士生专项研究基金的支持，这表明这项研究不仅具有理论深度，而且与高等教育的发展密切相关。研究团队通过对自旋轨道耦合下的费米气体的深入理解，有望揭示新的物理现象，为未来超冷原子技术的发展和量子信息科学的进步提供理论基础。 论文的通信作者是易伟教授，他的研究兴趣集中在超冷原子领域，电子邮件地址为wyiz@ustc.edu.cn，对于有兴趣深入了解这个领域的读者，他无疑是宝贵的联系资源。 这篇首发论文提供了关于超冷费米气体中自旋轨道耦合作用下BCS-BEC crossover和量子相变的深入洞察，对于探索量子物质的新型相态以及理解基本的粒子物理现象具有重要意义。