論文の概要: The moving Fermi polaron

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.21567v1
• Date: Fri, 19 Jun 2026 16:09:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-25 12:40:48.641841
• Title: The moving Fermi polaron
• Title（参考訳）: 動くフェルミ・ポーラロン
• Authors: Johanna Hennebichler, Ruben Erlenstedt, Erich Dobler, Cosetta Baroni, Rudolf Grimm, Matteo Caldara, Georg Bruun, Pietro Massignan,
• Abstract要約: 我々は、新しいラマン加速法と高精度ラジオ周波数分光法を組み合わせることで、フェルミ・ポーラロンについて検討する。 低モーメントの場合、動くポーラロンのエネルギーは、一定の有効質量を持つ着物粒子のフェルミ液体像と完全に一致している。 高モーメントでは、ポーラロンは弱い相互作用を持つ素粒子の挙動に近づき、小さなエネルギーシフトと弱い膨張を特徴とする。 反発ポーラロンは、エネルギーシフトの単調な変化とともに、両方の状態間の円滑な結合を示すが、魅力的なケースは特異な非単調な振る舞いを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Fermi polaron, formed by an impurity interacting with a surrounding Fermi sea, exemplifies the canonical quasiparticle concept as a cornerstone in our description of quantum many-body systems across a wide range of energy scales. Experiments on atomic quantum gases have provided profound insights into the universal nature of the Fermi polaron. While most previous studies have focused on the case of zero impurity momentum, finite-momentum properties have remained largely uncharted. Here, we investigate the moving Fermi polaron by combining a novel Raman acceleration scheme with high-precision radio-frequency spectroscopy, exploring the quasiparticle dispersion relation over a wide range of momenta. We compare our measurements of energy shifts and spectral linewidths with a microscopic theory and reach quantitative agreement for all momenta. For low momenta, we find the energy of the moving polaron to be fully consistent with the Fermi liquid picture of a dressed particle with a constant effective mass. At high momenta, the polaron approaches the behavior of a weakly interacting bare particle, featuring small energy shifts and weak broadening. For intermediate momenta, broadening is generally larger and, most strikingly, the behavior differs for attractive and repulsive polarons. While the repulsive polaron exhibits a smooth connection between both regimes along with a monotonic change of the energy shift, the attractive case shows a peculiar non-monotonic behavior. With increasing momentum, the attractive polaron enters a regime where its energy deviates from the constant effective mass expression and broadening suddenly increases. By comparing this observation with theory, we show that this abrupt behavior coincides with the attractive polaron entering a molecule-hole continuum, where it is no longer the ground state. We interpret this as a motion-induced polaron-molecule transition.
• Abstract（参考訳）: フェルミ・ポーラロンは、周囲のフェルミ海と相互作用する不純物によって形成され、幅広いエネルギースケールにわたる量子多体系の記述において、正準粒子の概念を基礎として示している。 原子量子ガスの実験は、フェルミ・ポーラロンの普遍性に関する深い洞察をもたらした。 これまでのほとんどの研究は、ゼロ不純物運動量の場合に焦点を当ててきたが、有限運動量の性質は、ほとんど無チャージのままである。 本稿では,新しいラマン加速法と高精度ラジオ周波数分光法を組み合わせることで,移動するフェルミポーラロンについて検討する。 我々は、エネルギーシフトとスペクトル線幅の測定を顕微鏡理論と比較し、全ての瞬間について定量的に一致した。 低モーメントの場合、動くポーラロンのエネルギーは、一定の有効質量を持つ着物粒子のフェルミ液体像と完全に一致している。 高モーメントでは、ポーラロンは弱い相互作用を持つ素粒子の挙動に近づき、小さなエネルギーシフトと弱い膨張を特徴とする。 中間モーメントでは、拡張は一般的に大きく、最も顕著なことに、その挙動は魅力的で反発的なポーラロンに対して異なる。 反発ポーラロンは、エネルギーシフトの単調な変化とともに、両方の状態間の円滑な結合を示すが、魅力的なケースは特異な非単調な振る舞いを示す。 運動量の増加に伴い、魅力的なポーラロンは、そのエネルギーが一定の有効質量表現から逸脱し、突然膨張する状態に入る。 この観察と理論を比較すると、この急激な挙動は分子ホール連続体に入る魅力的なポーラロンと一致することが示され、そこではもはや基底状態ではない。 これを運動誘起ポラロン-分子遷移と解釈する。

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