超流動フェルミ原子気体におけるトラップポテンシャルの非局所的な影響の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

今年度はトラップポテンシャル中のs波引力相互作用するフェルミ原子気体における、熱力学量に対する対形成揺らぎの影響を明らかにするための準備として、一様系超流動フェルミ原子気体における比熱の振る舞いを、NSR理論を用いることで解析した。その結果、超流動転移温度直下においては、弱結合領域では超流動秩序パラメータに起因する指数関数的な振る舞いが得られるが、相互作用を強くするに従い熱的なボーズ気体に特徴的な温度の3/2乗に比例する振る舞いへと連続的に移り変わることを明らかにした。さらに、低温度領域では超流動秩序パラメータの位相揺らぎに対応する集団励起が比熱に対して支配的に寄与し、その結果、全相互作用領域において温度の3乗に比例する振る舞いが得られることを明らかにした。このような比熱の温度依存性の移り変わりから、相図上で位相揺らぎが顕著になる領域を特定することに成功した。調和トラップポテンシャルにより生じる非局所性は集団励起の性質に大きく影響を与えることが知られており、それに伴い熱力学量の温度依存性にも変化が現れると期待される。現在、理論をトラップ系に拡張することにより、トラップ系における熱力学量の温度依存性の解析を行っている。また、これに加え今年度は、各々１種類のボーズ原子とフェルミ原子からなる系（ボーズ-フェルミ混合気体）における１粒子励起スペクトルに対する強結合効果の解析を行った。この系では、統計性の違いからトラップポテンシャルに捕らえられた際の密度分布がボーズ原子とフェルミ原子とで異なることが知られている。そこで、この系におけるトラップポテンシャルの影響を明らかにする第一段階として、密度差があるボーズフェルミ混合気体に対して適用可能な強結合理論を構築し、１粒子励起スペクトルの解析を行った。その結果、統計性の影響が１粒子励起スペクトルのピーク構造に顕著に現れることを明らかにした。