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幺正费米超流体的临界塞曼分裂

核理论 2011-06-08 v2 量子气体

摘要

我们根据LKB-Lhomond实验室最近的实验结果,以费米能量ϵF\epsilon_{\text F}为单位确定了均匀幺正费米超流体的临界塞曼能量分裂。基于超流体相和正常相的普适状态方程,我们证明存在两个临界场Hc1H_{c1}Hc2H_{c2},在这两个场之间,超流体-正常混合相在能量上更有利。推导出了临界场和临界粒子数不平衡度PcP_c的普适公式。我们发现了临界场与临界不平衡度之间的普适关系:Hc1=γξϵFH_{c1}=\gamma\xi\epsilon_{\text F}Hc2=(1+γPc)2/3Hc1H_{c2}=(1+\gamma P_c)^{2/3}H_{c1},其中ξ\xi是普适常数,γ\gamma是巨正则系综中化学势不平衡度的临界值。由于ξ\xiγ\gammaPcP_c已在实验中被测量,我们无需极化正常相状态方程的详细信息即可确定临界塞曼场。利用LKB-Lhomond实验室的实验数据,我们得到Hc10.37ϵFH_{c1}\simeq0.37\epsilon_{\text F}Hc20.44ϵFH_{c2}\simeq0.44\epsilon_{\text F}。我们得到的极化度PP作为塞曼场H/ϵFH/\epsilon_{\text F}的函数与实验数据吻合良好。我们还估算了稀薄中子物质发生自旋极化的临界磁场,假设稀薄中子物质的性质接近幺正费米气体的性质。

关键词

引用

@article{arxiv.1101.5694,
  title  = {Critical Zeeman Splitting of a Unitary Fermi Superfluid},
  author = {Lianyi He and Pengfei Zhuang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1101.5694},
  year   = {2011}
}

备注

Version to appear in Physical Review B