論文の概要: Cavity-induced intertwining of density and pairing order in a degenerate Fermi gas
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.18800v1
- Date: Wed, 16 Sep 2026 15:15:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-20 08:55:53.862693
- Title: Cavity-induced intertwining of density and pairing order in a degenerate Fermi gas
- Title（参考訳）: 縮退したフェルミガス中におけるキャビティ誘起密度と対秩序の絡み合い
- Abstract要約: 最近の量子気体キャビティ-QED実験では、光子と単一原子遷移の同時結合と、光学キャビティ内に閉じ込められた超低温フェルミオンの相関対が示された。
本研究では, 横方向に駆動された2次元フェルミガスにおいて, キャビティ誘起と素原子-原子相互作用の相互作用が自己組織化のパワーしきい値を制御することを示す。
本研究は, 共振器による原子間相互作用が相互に作用するフェミオン秩序を支える役割を解明し, 高度に制御されたハイブリッド光物質系における複数の秩序を持つエキゾチックな状態の探索の道を開くものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Recent quantum gas cavity-QED experiments demonstrated simultaneous coupling of photons to single atom transitions as well as correlated pairs of ultracold fermions trapped inside optical cavities. This enables simultaneous control over density ordering and pairing. Using extensive numerical simulations, we show that in a transversely driven, two-component degenerate Fermi gas, the interplay of cavity-induced and bare atom--atom interactions controls not only the power threshold for self-organization, but also the type of spatial ordering in the $\mathbb Z_2$-symmetry-broken superradiant state. In the repulsive interaction regime, unpaired or weakly paired fermions first self-organize through a charge-density-wave instability, and finite-momentum pairing only occurs at much stronger pump strengths. In contrast, an attractive superfluid undergoes a joint density--pairing instability, directly entering into intertwined phase with charge-density-wave and pair-density-wave orders. At strong pumping the photon-enhanced pair interaction generates localized density and pairing order even when the bare contact interaction is repulsive. In this cavity-dominated regime strong spatial localization suppresses the long range superfluid coherence. Our results identify the role of cavity-induced atomic interactions in supporting intertwined fermionic orders and pave the way for exploring exotic states with multiple orders in highly controlled hybrid light-matter systems.
- Abstract（参考訳）: 最近の量子気体キャビティ-QED実験では、光子と単一原子遷移の同時結合と、光学キャビティ内に閉じ込められた超低温フェルミオンの相関対が示された。
これにより、密度順序付けとペアリングを同時に制御できる。
横方向に駆動された2成分縮退したフェルミガスにおいて、キャビティ誘起と素原子-原子相互作用の相互作用は、自己組織化のパワーしきい値だけでなく、$\mathbb Z_2$-symmetric-broken Superradiant状態における空間秩序のタイプも制御することを示した。
反発相互作用系では、未対または弱対のフェルミオンは最初電荷密度波不安定性により自己組織化され、有限モーメント対はポンプ強度でしか生じない。
対照的に、魅力的な超流体は連成密度対不安定となり、電荷密度波と対密度波の順序で直接絡み合った状態に入る。
強いポンピングでは、光子に増強された対の相互作用は、素の接触相互作用が反発しても局所密度と対の順序を生成する。
この空洞支配型状態強い空間局在は、長距離超流体コヒーレンスを抑制する。
本研究は, 共振器による原子間相互作用が相互に作用するフェミオン秩序を支える役割を解明し, 高度に制御されたハイブリッド光物質系における複数の秩序を持つエキゾチックな状態の探索の道を開くものである。
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