論文の概要: Two-component atomic Fermi superfluid with spin-orbital coupling in thin spherical-shell geometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.09671v1
- Date: Wed, 12 Mar 2025 17:27:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-14 15:51:19.043249
- Title: Two-component atomic Fermi superfluid with spin-orbital coupling in thin spherical-shell geometry
- Title（参考訳）: 薄い球殻幾何学におけるスピン軌道結合を持つ2成分原子フェルミ超流動
- Authors: Yan He, Chih-Chun Chien,
- Abstract要約: 我々は、スピン軌道カップリング(SOC)を受ける薄い球殻における2成分原子フェルミ超流動と調整可能なペアリング相互作用の理論を提示する。
BCS-ボース・アインシュタイン凝縮クロスオーバーにおけるフェルミ超流動にSOCを組み込むことで、エネルギースペクトルと状態方程式を得る。
圧縮性は、ペアリング相互作用またはSOCが変化し、自由エネルギーの高次微分の特異な挙動を示すため、キンクを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4206639868377509
- License:
- Abstract: We present a theory of two-component atomic Fermi superfluid with tunable pairing interaction in a thin spherical shell subject to spin-orbit coupling (SOC). By incorporating SOC into the Fermi superfluid in the BCS-Bose Einstein condensation (BEC) crossover, we obtain the energy spectrum and equations of state. While the order parameter and chemical potential are suppressed by SOC on the BCS side, the former remains positive but the latter may be pushed to negative values by SOC. Meanwhile, the compressibility exhibits kinks as the pairing interaction or SOC varies, indicating singular behavior of higher-derivatives of the free energy despite the presence of the superfluid order parameter. The minimum of the energy dispersion indicates a decoupling of the energy gap from the order parameter, and the compressibility kinks occur when the energy gap approaches zero. We found the particle-hole mixing in the Fermi superfluid essential for the compressibility kinks since a Fermi gas with the same SOC but no pairing interaction only exhibits complicated dispersions but no singular behavior. Therefore, our results show that a combination of superfluid, SOC, and geometry can lead to interesting phenomena. We also discuss possible experimental realizations and implications.
- Abstract（参考訳）: スピン軌道カップリング (SOC) を受ける細い球殻における2成分原子フェルミ超流動理論について述べる。
BCS-Bose Einstein Condensation (BEC) クロスオーバーにおいて、SOCをフェルミ超流動体に組み込むことにより、エネルギースペクトルと状態方程式を得る。
順序パラメータと化学ポテンシャルは、BCS側のSOCによって抑制されるが、前者は正のままであり、後者はSOCによって負の値にプッシュされる。
一方、圧縮性は対の相互作用やSOCが異なるため、超流動秩序パラメータが存在するにもかかわらず、自由エネルギーの高次微分の特異な挙動を示す。
エネルギー分散の最小値は、エネルギーギャップを順序パラメータから切り離すことを示し、エネルギーギャップがゼロに近づくと圧縮性キンクが発生する。
圧縮性キンクに必須であるフェルミ超流体中の粒子-ホール混合は、同じSOCを持つフェルミガスから発見されたが、ペアリング相互作用は複雑な分散しか示さず、特異な挙動は示さない。
したがって, 超流動, SOC, 幾何の組み合わせは, 興味深い現象を引き起こす可能性が示唆された。
また、実験的な実現と意義についても論じる。
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