对于理解复杂多体系统行为,准粒子quasi-particles的概念,是至关重要的。准粒子的典型例子之一是极化子,即因杂质与周围介质强烈相互作用形成。在费米海中产生的费米极化子提供了这一概念的典型实现。重要的是,这种准粒子通过介质的调制彼此相互作用。然而,尽管超冷原子的量子模拟实验大大提高了对单个极化子的理解,但迄今为止,对其相互作用的探测,仍然难以捉摸。
近日,奥地利科学院(Österreichische Akademie der Wissenschaften)Cosetta Baroni等,在Nature Physics上发文,报道实验观测了费米极化子之间的介导相互作用,这一极化子主要是由嵌入费米锂原子海中的K杂质组成。研究证实了朗道费米液体理论的两个预言:1极化子能量的移动是由介导相互作用引起的,并与杂质浓度成线性关系;2以及与杂质量子统计的符号反演。对于杂质与介质之间弱到中等的相互作用,研究结果与费米液体理论的静态预测一致。对于杂质-介质更强的相互作用,在负能量下观察到的行为,可以通过更精细的多体处理来解释,包括延迟和修饰分子的形成。Mediated interactions between Fermi polarons and the role of impurity quantum statistics.图1:极化子能量,包括介导的相互作用。
图2:极化子能量与杂质浓度的关系。
图3:在单杂质极限下的极化子能量。图4:在中等杂质-介质相互作用区域中,介导相互作用系数。
图5:基于谐振的介导相互作用系数。
Baroni, C., Huang, B., Fritsche, I. et al. Mediated interactions between Fermi polarons and the role of impurity quantum statistics. Nat. Phys. (2023). https://doi.org/10.1038/s41567-023-02248-4https://www.nature.com/articles/s41567-023-02248-4https://www.nature.com/articles/s41567-023-02248-4.pdf声明:仅代表译者个人观点,小编水平有限,如有不当之处,请在下方留言指正!