論文の概要: Emergence of Sound in a Tunable Fermi Fluid

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.13769v1
• Date: Thu, 18 Jul 2024 17:59:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-19 14:02:17.396364
• Title: Emergence of Sound in a Tunable Fermi Fluid
• Title（参考訳）: 可変フェルミ流体中の音の発生
• Authors: Songtao Huang, Yunpeng Ji, Thomas Repplinger, Gabriel G. T. Assumpção, Jianyi Chen, Grant L. Schumacher, Franklin J. Vivanco, Hadrien Kurkjian, Nir Navon,
• Abstract要約: 本研究では, 相互作用するフェルミガスの輸送特性について, 周期的外乱に対する密度応答の測定により検討した。 音の出現を観測し,実験結果がFLの第一原理輸送方程式で定量的に理解されていることを確認する。 本研究は、このシステムをランドウのFL理論を研究するためのクリーンなプラットフォームとして確立し、よりエキゾチックな条件に拡張する方法を舗装する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5804487044220691
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Landau's Fermi-liquid (FL) theory has been successful at the phenomenological description of the normal phase of many different Fermi systems. Using a dilute atomic Fermi fluid with tunable interactions, we investigate the microscopic basis of Landau's theory with a system describable from first principles. We study transport properties of an interacting Fermi gas by measuring its density response to a periodic external perturbation. In an ideal Fermi gas, we measure for the first time the celebrated Lindhard function. As the system is brought from the collisionless to the hydrodynamic regime, we observe the emergence of sound, and find that the experimental observations are quantitatively understood with a first-principle transport equation for the FL. When the system is more strongly interacting, we find deviations from such predictions. Finally, we observe the shape of the quasiparticle excitations directly from momentum-space tomography and see how it evolves from the collisionless to the collisional regime. Our study establishes this system as a clean platform for studying Landau's theory of the FL and paves the way for extending the theory to more exotic conditions, such as nonlinear dynamics and FLs with strong correlations in versatile settings.
• Abstract（参考訳）: ランダウのフェルミ液(Fermi-Liquid、FL)理論は、多くの異なるフェルミ系の正常相の現象学的記述において成功している。 可変相互作用を持つ希薄原子フェルミ流体を用いて、第一原理から説明可能なシステムを用いてランダウ理論の微視的基礎を研究する。 本研究では, 相互作用するフェルミガスの輸送特性について, 周期的外乱に対する密度応答の測定により検討した。 理想的なフェルミ気体では、祝福されたリンドハルト函数が初めて測定される。 システムは衝突のない状態から流体力学状態へと導かれるので,音の出現を観察し,実験結果がFLの第一原理輸送方程式で定量的に理解されていることを確認する。 システムがより強く相互作用する場合、そのような予測から逸脱する。 最後に、運動量空間トモグラフィーから直接準粒子励起の形状を観察し、衝突のない状態から衝突状態へどのように進化するかを観察する。 本研究は,ランダウのFL理論を研究するためのクリーンなプラットフォームとして確立し,非線形力学やFLなどよりエキゾチックな条件に拡張するための道を開く。

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