二维受限费米气体中的长寿命 Higgs 模

Higgs 模对应于由不可见场振动引起的粒子集体运动。它在低能和高能物理的理解中起着基础性作用，赋予基本粒子质量，并在凝聚态和核系统中导致集体模。Higgs 模已在有限的桌面系统中被观测到，然而其特征是由于衰变进入连续统模而具有短寿命。因此，在一个可控系统中实现长寿命 Higgs 模是一个迄今为止仍未实现的主要目标。在此，我们展示了如何在二维势阱中的费米气体中明确观测到无阻尼 Higgs 模，该气体处于正常相与超流相之间的量子相变附近。我们发展了一种关于配对及相关集体模的第一性原理理论，当配对能远小于势阱能级间距时，该理论在定量上是可靠的，同时又足够简单以允许推导解析结果。该理论精确地包含了 trapping potential，并被证明通过使其衰变通道离散化而稳定了 Higgs 模。我们的结果表明，微陷阱中的原子如何揭示长寿命 Higgs 模的性质，包括受限和有限尺寸效应的作用。