Theoretical study of superfluid ordering process in the BCS-BEC crossover regime of an ultracold Fermi gas

超冷费米气体BCS-BEC交叉区超流体有序过程的理论研究

• 批准号: 22K03486
• 负责人: 大橋 洋士
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03486/
• 关键词: フェルミ原子ガス; BCS-BECクロスオーバー; 超流動; 非平衡状態; クーパー対形成; Bose-Einstein凝縮; Keldysh Green関数; FFLO状態; フェルミ原子気体; 非平衡現象; 強結合効果

化学ポテンシャルの値が異なる２つの熱浴と接することで非平衡定常状態になっている２成分フェルミ原子気体の超流動転移を理論的に研究した。この駆動散逸系においては、先行研究により、２つの熱浴の影響で生じたフェルミ原子の運動量分布の2段構造により、熱平衡状態にある金属超伝導分野で議論されているFulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）状態の前駆現象と類似の「重心運動量がゼロでない対形成揺らぎ」が低温で増大することが既に知られているが、ガスのような空間的に等方的な系では、この揺らぎに因り、対応するFFLO超流動秩序は完全に破壊されてしまうとされていた。そこで、このFFLO型超流動状態を安定化する方法を探るため、先ず、熱平衡状態の金属超伝導における従来型FFLO状態の安定性を理論的に研究、空間的に等方的な系ではやはり自身の対形成揺らぎに因り長距離秩序は失われるが、結晶格子により系の等方性がない場合は、FFLO状態への相転移が有限温度で起こることをNSR理論を用い明らかにした。次に、本研究が対象とする「非平衡定常状態にある駆動散逸フェルミ原子気体」に研究を進めるため、空間的に等方的なガス系に対する従来の非平衡強結合理論を、系の空間的等方性を３次元光格子により破った状態でも扱えるように拡張した。この理論を用い、FFLO状態への相転移温度を理論的に評価、光格子の導入によりFFLO型の対形成揺らぎが抑制され、FFLO超流動相が実現することを理論的に明らかにした。

Chemical ポ テ ン シ ャ ル の numerical が different な る 2 つ の hot bath と meet す る こ と で non-equilibrium stationary state に な っ て い る 2 ingredients フ ェ ル ミ atomic 気 body の に research in the theory of super flow planning move を し た. こ の 駆 dynamic dissipative system に お い て は, leading research に よ り, 2 つ の hot bath の influence で raw じ た フ ェ ル ミ atomic の の 2 period of tectonic activity distribution に よ り, thermal equilibrium state に あ る metal super 伝 guide eset で comment さ れ て い る Fulde - Ferrell - Larkin - Ovchinnikov 駆 before の (FFLO) state Phenomenon similar の と "center of gravity exercise が ゼ ロ で な い form 揺 seaborne ら ぎ" が cryogenic で raised large す る こ と が に know both ら れ て い る が, ガ ス の よ う な space of the に な department で は, こ の 揺 ら ぎ に because り, 応 seaborne す る FFLO super flow order は に completely broken 壊 さ れ て し ま う と さ れ て い た. そ こ で, こ の FFLO type super flow state を stabilization す る method を agent る た め, first ず, thermal equilibrium state の metal super 伝 guide に お け る 従 FFLO の stability condition to the に に を theory research, the space of な department で は や は の り itself form 揺 seaborne ら ぎ に for り long lost order は わ れ る が, crystal lattice に よ り is の isotropic が は な い occasions, FFLO へ planning の phase shift が limited temperature で up こ る こ と を を NSR theory with い Ming ら か に し た. に, this study が like と seaborne す る "non-equilibrium stationary state に あ る 駆 dynamic dissipation フ ェ ル ミ atomic 気" を に research into め る た め, space に party な ガ ス department に す seaborne る 従 to の を according to strong combination theory, is の space of isotropic を 3 dimensional light grid に よ り broken っ た state で も Cha え る よ う に company, zhang し た. こ の theory を い, へ FFLO state planning の phase shift temperature に review 価 を theory, optical lattice の import に よ り FFLO type の form 揺 seaborne ら ぎ が inhibit さ れ, FFLO mobile phase が be presently す る こ と を theory に Ming ら か に し た.

项目成果

Feasibility of a Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov superfluid Fermi atomic gas

Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov 超流体费米原子气体的可行性

• DOI: 10.1103/physreva.106.033320
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: Taira Kawamura;Yoji Ohashi
• 通讯作者: Yoji Ohashi

奇周波数クーパーペア波動関数の時空間構造

奇频库珀对波函数的时空结构

• 发表时间: 2023
• 作者: 岩崎舜平;真辺幸喜;大橋洋士
• 通讯作者: 大橋洋士

Odd-frequency Fermi superfuid in the BCS-BEC crossover region

BCS-BEC 交叉区的奇频费米超流体

• 发表时间: 2022
• 作者: Shunpei Iwasaki;Koki Manabe;and Yoji Ohashi
• 通讯作者: and Yoji Ohashi

Non-equilibrium BCS-BEC crossover and effects of Fulde-Ferrell type pairing fluctuations in a driven-dissipative Fermi gas

驱动耗散费米气体中的非平衡 BCS-BEC 交叉和 Fulde-Ferrell 型配对波动的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoji Ohashi;Taira Kawamura;and Ryo Hanai
• 通讯作者: and Ryo Hanai

Thermodynamics of a strongly-interacting Bose-Fermi mixture: Emergent deconfinement crossover and QCD-like phase diagram

强相互作用玻色-费米混合物的热力学：紧急解禁交叉和类 QCD 相图

• 发表时间: 2023
• 作者: 武井勇樹;津名大地;黄天鋭;茂山俊和;Koki Manabe and Yoji Ohashi
• 通讯作者: Koki Manabe and Yoji Ohashi