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齊燃副教授在玻色-費米混合超流體系研究中取得進展

| 2017-03-03


齊燃 研究組 供稿 


物理學系齊燃副教授與清華大學翟薈教授研究組、中國科學院武漢物理與數學研究所姜玉鑄副研究員合作,在理論上預言了玻色-費米混合超流體系中的渦旋晶格結構并給出了不同相互作用參數下的相圖。相關工作發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上(Phys. Rev. Lett. 118, 080403)。

超導和超流體系中的渦旋態在傳統凝聚態領域以及超冷原子分子領域中都是長期受到關注的重要研究課題。早在1957年,前蘇聯著名物理學家,2003年諾貝爾獎得主A. A. Abrikosov就指出:在外磁場中的第二類超導體會呈現三角晶格結構的渦旋格子,這一預言很快得到了實驗證實。近二十年來,隨著超冷原子實驗技術的迅速發展,實驗上陸續在玻色原子超流體以及費米原子的BCS-BEC渡越超流體系中觀測到了三角結構的渦旋晶格。

然而,之前關于渦旋晶格的工作主要集中在單獨的玻色或費米原子超流體系,而對于玻色-費米混合超流體系的相關研究相對匱乏。近一兩年以來,越來越多的國內外實驗小組開始關注玻色-費米混合體系。而齊燃及合作者的理論工作預言了該體系中可能出現的渦旋晶格。他們發現,與單一超流系統不同,由于玻色超流與費米超流之間存在相互作用,在玻色-費米混合體系中會出現更為豐富的渦旋晶格結構。例如:在質量比接近2:1的情況下(如Rb87與K40混合,見下圖(a)、(b)),玻色超流與費米超流的渦旋晶格總是耦合在一起,其晶格結構會經歷從正方晶格-菱形-三角晶格的相變;而當質量比接近4:1(如Na23與Li6混合,見下圖(c)、(d)),此時玻色超流與費米超流的渦旋晶格可以是彼此耦合的長方加菱形晶格,也可能出現彼此解耦的三角晶格。該工作豐富了人們對于超流體中渦旋晶格結構的認識。

論文鏈接: