論文の概要: Emergence of pairing glue in repulsive Fermi gases with soft-core
interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.17362v1
- Date: Fri, 29 Sep 2023 16:08:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-02 12:41:37.312268
- Title: Emergence of pairing glue in repulsive Fermi gases with soft-core
interactions
- Title（参考訳）: ソフトコア相互作用を持つ反発性フェルミガス中のペアリング接着剤の創出
- Authors: Ahmet Keles, Xiaopeng Li, Erhai Zhao
- Abstract要約: スピンレスフェルミガスのモデル多体系を2次元で検討する。
反動的相互作用は系を一連の非自明な超流動状態へと導くことができることを示す。
相互作用ポテンシャルのチューニングは、低温の原子ガスにおいてエキゾチックな多体相を実現するための有望な経路を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.842223753702757
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Recent quantum gas experiments are ushering in an era of fine-tailored
two-body interactions. These include for example atoms with long-range
dipole-dipole interactions and Rydberg-dressed atoms created by optical
coupling to highly excited electronic states. These systems differ from the
``canonical system" of cold atoms with contact interactions characterized by a
single parameter, the scattering length. Inspired by these experiments with
controllable atomic interactions, here we consider a model many-body system of
spinless Fermi gas in two dimensions, where the bare two-body interaction takes
the form of a soft-core disk potential. We show that the repulsive interaction
can drive the system to a series of nontrivial superfluid states with higher
partial wave paring, for example in the $f$- and $h$-wave channels instead of
the $p$-wave channel. The zero temperature phase diagram is obtained by
numerical functional renormalization group (FRG), which goes beyond leading
order perturbation theory and retains the interaction vertices in all channels.
We also carry out a perturbative analysis which is justified in the dilute
limit and show that the second order Kohn-Luttinger diagrams provide a
qualitative understanding of the onsets of the various superfluid phases. The
perturbative arguments however fail to capture the quantitative phase
boundaries predicted by FRG. Our findings illustrate that the shape of the bare
atomic interaction matters in producing the pairing glue in repulsive Fermi
gases, and tuning the interaction potential offers a promising route to realize
exotic many-body phases in cold atomic gases.
- Abstract（参考訳）: 最近の量子ガス実験は、微調整された2体相互作用の時代を先導している。
例えば、長距離双極子-双極子相互作用を持つ原子や、高励起電子状態への光カップリングによって生成されるライドバーグ装填原子などである。
これらの系はコールド原子の ‘canonical system' と異なり、接触相互作用は単一のパラメータである散乱長によって特徴づけられる。
制御可能な原子間相互作用を持つこれらの実験に触発されて、我々は2次元のスピンレスフェルミ気体のモデル多体系を考え、そこでは素の2体相互作用がソフトコアディスクポテンシャルの形をとる。
例えば、$f$-および$h$-waveチャネルでは、$p$-waveチャネルではなく、$f$-および$h$-waveチャネルで、高い部分波パーリングを持つ非自明な超流動状態へとシステムを動かすことができることを示す。
ゼロ温度位相図は数値関数的再正規化群 (FRG) によって得られ、これは先行次摂動理論を超え、全てのチャネルにおける相互作用頂点を保持する。
また、希薄な極限で正当化される摂動解析を行い、2階のコーン・ラッティンガー図形が様々な超流動相のオンセットの定性的な理解を提供することを示す。
しかし、摂動論はFRGによって予測される定量的位相境界を捉えることに失敗する。
その結果, 原子間相互作用の形状は, 反発性フェルミガス中でのペアリング接着剤の生成において重要であり, 相互作用ポテンシャルの調整は, 低温原子ガス中でのエキゾチックな多体相を実現するための有望な経路であることがわかった。
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