费米-玻色混合物中的耦合一级相变

提出了一个无自旋费米子与自旋为零的硬核玻色子混合物模型，其填充分数分别为 $\rho_F$ 和 $\rho_B$，位于具有{\em 复合}跳跃 $t$ 的二维平方晶格上。在该模型中，跳跃交换最近邻位点上费米子与玻色子的位置。当 $\rho_F+\rho_B=1$ 时，在平均场近似下计算了基态中的费米子跳跃振幅 $\phi$ 和玻色子超流振幅 $\psi$。对于 $0 \le \rho_F < \rho_c$，费米子 sector 为绝缘态($\phi=0$)，玻色子 sector 为正常态($\psi=0$)。模型在 $\rho_F = \rho_c \simeq 0.3$ 处具有{\em 耦合一级}相变，其中 $\phi$ 和 $\psi$ 均不连续。对于 $\rho_c < \rho_F < 1$，费米子 sector 为金属态($\phi>0$)，玻色子 sector 为超流态($\psi>0$)。在 $\rho_F=1/2$ 处，费米子态密度 $\rho$ 具有范霍夫奇点，体模量 $\kappa$ 呈现尖点状奇点，系统具有密度波(DW)序，且 $\phi$ 和 $\psi$ 最大。在 $\rho_F=\rho_{\kappa} \simeq 0.81$ 处，$\kappa$ 消失，在 $\rho_{\kappa}<\rho_F<1$ 时变为{\em 负}。强调了复合跳跃在费米能带色散和费米面随 $\rho_F$ 演化中的作用。对超冷原子系统，BEC临界温度估计在亚开尔文范围，对该模型可能的固态实例则为数百开尔文。