合成非阿贝尔规范场诱导的 BCS-BEC 渡越

我们研究了在均匀非阿贝尔规范场存在下，有限密度（$\rho \sim \kf^3$）的相互作用自旋-$\half$ 费米子（三维）的基态。由矢量 $\blam \equiv (\lambda_x, \lambda_y, \lambda_z)$ 描述的规范场构型（GFC），其大小 $\lambda$ 决定规范耦合强度，产生广义 Rashba 自旋-轨道相互作用。对于由小的负散射长度 $(\kf |\as| \lesssim 1)$ 描述的单重态弱吸引相互作用，无规范场（$\lambda=0$）时的基态是具有大重叠对的 BCS（Bardeen-Cooper-Schrieffer）超流。随着规范耦合强度的增加，非阿贝尔规范场导致该 BCS 基态向玻色子 BEC（Bose-Einstein 凝聚）基态的渡越，即使弱吸引相互作用在自由真空中无法产生两体束缚态。对于大规范耦合 $(\lambda/\kf \gg 1)$，所达到的 BEC 是玻色子的凝聚体，其性质完全由规范场决定（而非散射长度，只要其非零）——我们称这些玻色子为“rashbons”。在无相互作用（$\as = 0^-$）的情况下，系统的费米面形状在临界规范耦合 $\lambda_T$ 处经历拓扑转变。对于高对称规范场构型，我们证明从 BCS 超流到 rashbon BEC 的渡越发生在 $\lambda$ 接近 $\lambda_T$ 的区域。在冷原子系统的背景下，这项工作提出了一个有趣的建议，即通过调节费米子间相互作用之外的途径实现 BCS-BEC 渡越。