幺正费米气体中腔介导的电荷波与对密度波

量子气体与高精细度腔体中光之间的相干光物质相互作用能够驱动自排序相变。迄今为止，此类现象仅涉及单原子与光的耦合，导致耦合的电荷密度波或自旋密度波与超辐射有序态。在本工作中，我们设计了腔体光子与单原子及费米子对的同时耦合，而在幺正费米气体中，由于强关联，单原子与费米子对之间也存在相互耦合。这种相互作用引起了电荷密度波与对密度波之间的干涉，其中短程对关联函数在空间上发生自发调制。我们通过在光子-对耦合的强度和符号变化时追踪超辐射的起始来观察这一效应，揭示了在强光物质和原子-原子相互作用介导的耦合下，三种有序态的相长或相消干涉。我们将这些观察结果与平均场理论进行了比较，在平均场理论中，原子密度波与对密度波之间的耦合强度由费米气体中的高阶关联控制。这些结果证明了腔量子电动力学在产生和观察强关联物质中奇异有序态方面的潜力，为利用超冷原子进行复杂量子物质的量子模拟铺平了道路。