光晶格钟中自旋轨道耦合下相互作用费米子的动力学
原子物理
2018-05-09 v2 量子气体
摘要
量子统计与对称化决定了全同费米子不通过 s 波碰撞发生相互作用。然而，在自旋轨道耦合（SOC）存在的情况下，以相同内部态和不同动量制备的费米子变得可区分。由此产生的强相互作用系统可以表现出新奇的拓扑和配对行为，其中许多现象尚未在凝聚态系统中观察到。超冷原子气体为模拟这些丰富现象提供了有希望的途径。最近的两项实验报道了在基于碱土金属原子的光晶格钟（OLC）中观察到了单原子 SOC。在这些工作中，将有效自旋自由度编码在长寿命的电子钟态中，显著减少了自发辐射和加热的有害影响，这些影响迄今为止阻碍了利用碱金属原子对相互作用 SOC 的研究。除了在体气体中利用碱金属原子以及晶格中利用两个粒子对相互作用 SOC 的初步研究之外，本文进入了 OLC 中多体相互作用 SOC 的新领域。利用钟光谱学，我们观察到了集体磁化的进动以及由 p 波和 SOC 诱导的交换相互作用相互影响而产生的自旋锁定效应。这些多体动力学可以很好地由集体 XXZ 自旋模型描述，该模型描述了从超导体到量子磁体的一大类凝聚态系统。此外，我们的工作将通过提供一条途径来避免由 SOC 诱导的交换相互作用引起的观测到的大密度位移，从而有助于下一代 OLC 的设计。
引用
@article{arxiv.1708.02704,
title = {Dynamics of interacting fermions under spin-orbit coupling in an optical lattice clock},
author = {S. L. Bromley and S. Kolkowitz and T. Bothwell and D. Kedar and A. Safavi-Naini and M. L. Wall and C. Salomon and A. M. Rey and J. Ye},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.02704},
year = {2018}
}