冷却リュードベリ原子を用いて解き明かす非平衡強相関系におけるクラスター形成

使用冷却里德堡原子解决非平衡强相关系统中的团簇形成

• 批准号: 22KJ2679
• 负责人: 河村 泰良
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2679/
• 关键词: 非平衡量子多体系; 冷却Fermi原子気体; FFLO状態; 対形成揺らぎ; 強結合理論; フェルミ原子気体; 非平衡系; 非平衡定常状態; 非平衡グリーン関数法; 輸送方程式; 双安定性; 安定性解析

非平衡量子多体系における対形成現象を理解するために、2つの化学ポテンシャルの異なる熱浴との接続により非平衡状態に駆動される駆動散逸冷却Fermi原子気体のモデルを考えた。このモデルでは、粒子・エネルギーの流出入が釣り合った非平衡定常状態において、系のエネルギー分布が2つの熱浴のFermi準位を反映し、2段構造を持つ。前年度の研究で、この2段構造を持つ非平衡Fermi分布が実効的にFermi面を2つに分裂させること、またこのFermi面の「非平衡分裂」により、Cooper対がゼロでない重心運動量を持つFulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)タイプの非一様超流動状態が実現しうることを、非平衡平均場理論の範囲で明らかにした。ただし、FFLOタイプの非一様超流動状態は、冷却原子気体のような空間的に等方的な系では、対形成 揺らぎに対し不安定であることが、熱平衡系と非平衡系の両方の場合で知られている。 そこで、今年度の研究では、熱平衡系と非平衡系の両方の場合で、平均場近似を超え対形成揺らぎの効果を取り込んだ強結合理論を用い、FFLOタイプの超流動状態を対形成揺らぎに対し安定化させる方法を理論的に検討した。光格子により系の連続回転対称性を明示的に破ることにより、この対称性に起因する無限縮退が解け、対形成揺らぎが抑制されることを明らかにした。また、この対形成揺らぎの抑制により、光格子中では熱平衡系と非平衡系、どちらの場合でもFFLOタイプの非一様超流動状態が安定化することを示した。

为了理解非平衡量子多体系统中的配对现象，我们考虑一个驱动耗散冷却费米原子气体的模型，通过与两个具有不同化学势的热浴连接将其驱动到非平衡态。在该模型中，在粒子和能量的流入和流出平衡的非平衡稳态下，系统的能量分布反映了两个热浴的费米能级，并且具有两级结构。在前一年的研究中，我们发现这种两级结构的非平衡费米分布有效地将费米面一分为二，而费米面的这种“非平衡分裂”使得库珀对具有非平衡费米分布。 -零重心动量 我们已经证明，在非平衡平均场理论的范围内可以实现 Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov (FFLO) 型非均匀超流体状态。然而，FFLO 型非均匀超流体状态对于空间各向同性系统（例如冷原子气体）中的配对波动不稳定，这对于已知的热平衡和非平衡系统都很重要。 因此，在今年的研究中，我们采用超越平均场近似的强耦合理论，综合考虑热平衡和非平衡系统中配对涨落的影响，从理论上将FFLO型超流体状态转换为配对涨落。研究稳定局势的方法。我们已经证明，通过使用光学晶格明确破坏系统的连续旋转对称性，可以解决由这种对称性引起的无限简并性并抑制配对波动。我们还表明，在光学晶格的热平衡和非平衡系统中，配对涨落的抑制可以稳定 FFLO 型非均匀超流体状态。

项目成果

FFLO状態の対形成揺らぎに対する安定性

FFLO 状态针对配对波动的稳定性

• 发表时间: 2021
• 作者: 河村泰良;大橋洋士
• 通讯作者: 大橋洋士

FFLO state and phase separation in a spin-imbalanced Fermi gas loaded on an optical lattice: Beyond the mean-field approximation to include effects of anisotropic pairing fluctuations

加载在光学晶格上的自旋不平衡费米气体中的 FFLO 状态和相分离：超越平均场近似，包括各向异性配对波动的影响

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

熱浴を用いたフェルミ面の制御と非平衡FFLO状態の実現

使用热浴控制费米表面并实现非平衡 FFLO 状态

• 发表时间: 2021
• 作者: 河村泰良;花井亮;大橋洋士
• 通讯作者: 大橋洋士

APCTP(韓国)

APCTP（韩国）

FFLO state and effects of pairing fluctuations in a spin-imbalanced Fermi gas loaded on an optical lattice

光学晶格上加载的自旋不平衡费米气体的 FFLO 状态和配对波动的影响

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