論文の概要: Emergent s-wave interactions between identical fermions in
quasi-one-dimensional geometries
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.10415v2
- Date: Fri, 3 Feb 2023 20:42:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-08 12:52:23.785011
- Title: Emergent s-wave interactions between identical fermions in
quasi-one-dimensional geometries
- Title（参考訳）: 準一次元幾何学における同一フェルミオン間の創発的s波相互作用
- Authors: Kenneth G. Jackson, Colin J. Dale, Jeff Maki, Kevin G. S. Xie, Ben A.
Olsen, Denise J. M. Ahmed-Braun, Shizhong Zhang, and Joseph H. Thywissen
- Abstract要約: 低エネルギー散乱チャネルは、基礎となる相互作用がs波であるかのように、q1D軸に沿った粒子交換パリティを持つ。
この創発的交換対称性は、強い拘束方向にある軌道一重項波関数によって実現される。
我々は,q1Dの奇波と偶波の「接触」パラメータを初めて測定し,これを1次元多体モデルの理論的予測と比較した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Orbital degrees of freedom play an essential role in metals, semiconductors,
and strongly confined electronic systems. Experiments with ultracold atoms have
used highly anisotropic confinement to explore low-dimensional physics, but
typically eliminate orbital degrees of freedom by preparing motional ground
states in strongly confined directions. Here we prepare multi-band systems of
spin-polarized fermionic potassium ($^{40}$K) in the quasi-one-dimensional
(q1D) regime and quantify the strength of atom-atom correlations using
radio-frequency spectroscopy. The activation of orbital degrees of freedom
leads to a new phenomenon: a low-energy scattering channel that has even
particle-exchange parity along the q1D axis, as if the underlying interactions
were s-wave. This emergent exchange symmetry is enabled by orbital singlet wave
functions in the strongly confined directions, which also confer high-momentum
components to low-energy q1D collisions. We measure both the q1D odd-wave and
even-wave "contact" parameters for the first time, and compare them to
theoretical predictions of one-dimensional many-body models. The strength and
spatial symmetry of interactions are tuned by a p-wave Feshbach resonance and
by transverse confinement strength. Near resonance, the even-wave contact
approaches its theoretical unitary value, whereas the maximum observed odd-wave
contact remains several orders of magnitude below its unitary limit. Low-energy
scattering channels of multi-orbital systems, such as those found here, may
provide new routes for the exploration of universal many-body phenomena.
- Abstract（参考訳）: 軌道自由度は金属、半導体、強い閉じ込められた電子系において重要な役割を果たす。
超低温原子を用いた実験では、低次元物理学を探索するために非常に異方性な閉じ込めを用いるが、通常は強い拘束方向で運動基底状態を作成することによって軌道自由度を除去する。
ここでは、準1次元(q1D)系におけるスピン偏極フェルミオンカリウム(^{40}$K)の多バンド系を作成し、電波分光法を用いて原子-原子相関の強度を定量化する。
軌道自由度の活性化は、q1D軸に沿った粒子交換パリティを持つ低エネルギー散乱チャネル(英語版)という新しい現象を、基礎となる相互作用がs波であるかのように導く。
この創発的交換対称性は、強い拘束方向の軌道一重項波関数によって実現され、低エネルギーのq1D衝突に高モメンタム成分を与える。
我々は,q1Dの奇波と偶波の「接触」パラメータを初めて測定し,これを1次元多体モデルの理論的予測と比較した。
相互作用の強さと空間対称性は、p波フェシュバッハ共鳴と横閉じ込め強度によって調整される。
共鳴の近くでは、偶波接触はその理論的なユニタリ値に近づき、観測される最大奇波接触はそのユニタリ限界より数桁下にある。
ここで見られるような多軌道系の低エネルギー散乱チャネルは、普遍的な多体現象の探索のための新しい経路を提供するかもしれない。
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