トポロジカル超流動の実現可能生

拓扑超流的可行性

基本信息

批准号：
17K14364
负责人：
吉見恵美子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、弱強度光格子 BCS-BEC クロスオーバー領域における弱強度光格子中のスピン軌道相互作用をもつフェルミ原子気体超流動の実現可能生の検証、及び、その性質を解明することを目的としている。特に、発生する超流動がトポロジカル超流動であるか検証し、トポロジカル超流動と超伝導の関連性およびその普遍的な性質について解明することを目的にしている。2022年度は超流動の崩壊機構について詳細に明らかにした。光格子を超流動臨界速度よりも速く等速運動させることで、超流動の崩壊を誘起させることができる。超流動臨界速度にはクーパー対の崩壊に起因したものと、超流動が音速を超えたために起こる Landau 不安定性(集団励起)に起因したものの二つがあり、超流動を担う原子対の性質を反映し、質的な違いが現れることが期待されていた。本年度はBdG 方程式と般乱雑位相近似による解析を行い、クーパー対の崩壊に起因する超流動臨界速度を BdG 方程式から求め、また、低エネルギーにおける集団振動については一般乱雑位相近似による密度応答関数の計算から求めた。その結果、BCS-BEC クロスオーバー領域での臨界速度は、実際に実験[D. E. Miller, J. K. Chin, C. A. Stan, Y. Liu, W. Setiawan, C. Sanner, and W. Ketterle, Phys. Rev. A 99 063627 (2009)]によって得られているものとよい一致が見られた。本研究で新たに構築した理論は弱強度光格子2成分 Fermi 原子気体の性質をよく記述できていると考えられる。また、超流動臨界速度の計算により、超流動の崩壊機構を解明することで超流動を担う原子対の性質の解明が行えることが検証できた。

这项研究旨在验证Fermi原子气体超流体的可行寿命，并在弱强度的光学晶格BCS-BEC交叉区域中具有自旋轨道相互作用并阐明其性质。特别是，目的是验证生成的超流体是否是拓扑超流体，并阐明拓扑超流体和超导性及其普遍特性之间的关系。在2022财年，我们详细讨论了超流体崩溃的机制。通过比超流体临界速度更高的速度不断移动光学晶格，可以诱导超流体崩溃。有两个超流体临界速度，一个是由库珀对崩溃引起的，而一个是由Landau不稳定性（集体激发）引起的，当超过超过声音速度时发生。可以预期，定性差异将反映在负责超氟化的原子对的性质中。今年，我们使用BDG方程和一般的其他相近似进行了分析，并根据BDG方程确定了由Cooper对崩溃引起的超氟临界速度，对于低能量时的集体振荡，我们使用一般的不细胞相位近似计算了密度响应功能。结果表明，BCS-BEC跨界区域的临界速度有很好的一致性，该区域实际上是通过实验获得的[D. D. E. Miller，J。K。Chin，C。A。Stan，Y。Liu，W。Setiawan，C。Sanner和W. Ketterle，Phys。 Rev. A 99 063627（2009）]。这项研究中新建的理论被认为能够很好地描述两个组成部分费米原子气的性质，即弱强度晶状体费米。此外，通过计算超流体临界速度，可以验证通过阐明超流体崩溃的机制，可以阐明负责超氟的原子对的性质。