論文の概要: Dissipationless flow in a Bose-Fermi mixture
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.07663v1
- Date: Sun, 16 Apr 2023 00:58:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-18 17:56:04.557840
- Title: Dissipationless flow in a Bose-Fermi mixture
- Title（参考訳）: ボース・フェルミ混合液中の無散逸流
- Authors: Zoe Z. Yan, Yiqi Ni, Alexander Chuang, Pavel E. Dolgirev, Kushal
Seetharam, Eugene Demler, Carsten Robens, Martin Zwierlein
- Abstract要約: ボース・アインシュタイン凝縮体に浸漬したスピン偏極フェルミガスの集合振動について検討した。
我々の発見は、強く相互作用するボース・フェルミ混合物の非平衡力学を理解するための扉を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 50.591267188664666
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Interacting mixtures of bosons and fermions are ubiquitous in nature. They
form the backbone of the standard model of physics, provide a framework for
understanding quantum materials such as unconventional superconductors and
two-dimensional electronic systems, and are of technological importance in
$^3$He/$^4$He dilution refrigerators. Bose-Fermi mixtures are predicted to
exhibit an intricate phase diagram featuring coexisting liquids, supersolids,
composite fermions, coupled superfluids, and quantum phase transitions in
between. However, their coupled thermodynamics and collective behavior
challenge our understanding, in particular for strong boson-fermion
interactions. Clean realizations of fully controllable systems are scarce.
Ultracold atomic gases offer an ideal platform to experimentally investigate
Bose-Fermi mixtures, as the species concentration and interaction strengths can
be freely tuned. Here, we study the collective oscillations of a spin-polarized
Fermi gas immersed in a Bose-Einstein condensate (BEC) as a function of the
boson-fermion interaction strength and temperature. Remarkably, for strong
interspecies interactions the fermionic collective excitations evolve to
perfectly mimic the bosonic superfluid collective modes, and fermion flow
becomes dissipationless. With increasing number of thermal excitations in the
Bose gas, the fermions' dynamics exhibit a crossover from the collisionless to
the hydrodynamic regime, reminiscent of the emergence of hydrodynamics in
two-dimensional electron fluids. Our findings open the door towards
understanding non-equilibrium dynamics of strongly interacting Bose-Fermi
mixtures.
- Abstract（参考訳）: 相互作用するボソンとフェルミオンの混合物は自然界においてユビキタスである。
これらは物理学の標準模型のバックボーンを形成し、超伝導体や二次元電子系などの量子材料を理解するための枠組みを提供し、^3$he/$^4$he希釈冷凍機において技術的に重要である。
ボース-フェルミ混合物は、共存する液体、超固体、複合フェルミオン、結合した超流動、中間の量子相転移を特徴とする複雑な相図を示すと予測される。
しかし、それらの結合した熱力学と集合的挙動は、特に強いボソン-フェルミオン相互作用に対する我々の理解に挑戦する。
完全に制御可能なシステムのクリーンな実現は少ない。
超低温原子ガスは、種濃度と相互作用強度を自由に調整できるため、ボース-フェルミ混合物を実験的に研究するための理想的なプラットフォームを提供する。
本稿では,ボース-アインシュタイン凝縮体 (BEC) に浸漬したスピン偏極フェルミガスの集合振動を,ボソン-フェルミオン相互作用強度と温度の関数として検討する。
驚くべきことに、強い種間相互作用において、フェルミオン集団励起はボソニック超流動集団モードを完璧に模倣するように進化し、フェルミオンフローは散逸しない。
ボース気体中の熱励起が増加するにつれて、フェルミオンの動力学は2次元電子流体における流体力学の出現を思い起こさせる無衝突状態から流体力学状態への交差を示す。
強相互作用するボース-フェルミ混合物の非平衡ダイナミクスを理解するための扉を開く。
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