論文の概要: Thermodynamics of Spin-Imbalanced Fermi Gases with SU(N) Symmetric Interaction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.04960v1
- Date: Sun, 8 Sep 2024 03:33:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-10 20:00:10.377055
- Title: Thermodynamics of Spin-Imbalanced Fermi Gases with SU(N) Symmetric Interaction
- Title（参考訳）: SU(N)対称性相互作用によるスピン不平衡フェルミガスの熱力学
- Authors: Chengdong He, Xin-Yuan Gao, Ka Kwan Pak, Yu-Jun Liu, Peng Ren, Mengbo Guo, Entong Zhao, Yangqian Yan, Gyu-Boong Jo,
- Abstract要約: 我々は密度変動に基づくSU($N$)フェルミオンの熱力学的研究をスピン不均衡な構成に一般化する。
具体的には、2つの種と4つの種の構成を調査し、理論的な予測を検証した。
本研究はスピン不均衡多成分フェルミガスの熱力学特性についてより深く理解する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5068842033306404
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Thermodynamics of degenerate Fermi gases has been extensively studied through various aspects such as Pauli blocking effects, collective modes, BCS superfluidity, and more. Despite this, multi-component fermions with imbalanced spin configurations remain largely unexplored, particularly beyond the two-component scenario. In this work, we generalize the thermodynamic study of SU($N$) fermions to spin-imbalanced configurations based on density fluctuations. Theoretically, we provide closed-form expressions of density fluctuation across all temperature ranges for general spin population setups. Experimentally, after calibrating the measurements with deeply degenerate $^{173}$Yb Fermi gases under spin-balanced configurations ($N\leq$~6), we examine the density fluctuations in spin-imbalanced systems. Specifically, we investigate two-species and four-species configurations to validate our theoretical predictions. Our analysis indicates that interaction enhancement effects can be significant even in highly spin-imbalanced systems. Finally, as an application, we use this approach to examine the decoherence process. Our study provides a deeper understanding of the thermodynamic features of spin-imbalanced multi-component Fermi gases and opens new avenues for exploring complex quantum many-body systems.
- Abstract（参考訳）: 縮退したフェルミ気体の熱力学は、パウリ・ブロッキング効果、集合モード、BCS超流動性など様々な側面から研究されている。
これにもかかわらず、不均衡なスピン配置を持つ多成分フェルミオンは、特に2成分シナリオを超えて、ほとんど探索されていないままである。
本研究では,SU($N$)フェルミオンの熱力学的研究を密度変動に基づくスピン不均衡な構成に一般化する。
理論的には、一般的なスピン集団設定のために、すべての温度範囲にわたる密度変動の閉形式表現を提供する。
実験により, スピン平衡系における密度変動を, 深く縮退した$^{173}$Ybフェルミガス(N\leq$~6)で測定した後, スピン平衡系における密度変動について検討した。
具体的には、2つの種と4つの種の構成を調査し、理論的な予測を検証した。
本分析は,高スピン不均衡系においても相互作用促進効果が顕著であることを示す。
最後に、アプリケーションとして、この手法を用いてデコヒーレンスプロセスを調べます。
本研究は,スピン不均衡多成分フェルミガスの熱力学特性を深く理解し,複雑な量子多体系を探索するための新たな道を開くものである。
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