探索强排斥费米气体中的涌现异质相

近期实验重新激发了人们对具有强排斥相互作用的超冷原子费米气体的兴趣。尽管看似简单，该系统却表现出复杂行为，源于两种不同不稳定性的竞争作用：促进自旋反关联与畴形成的铁磁性；以及使排斥费米原子不稳定地形成弱束缚玻色分子的配对。由这些并发机制导致的均匀排斥费米液体的崩塌最近已通过泵浦-探测光谱技术实时观测到 [A. Amico 等, Phys. Rev. Lett. 121, 253602 (2018)]。这些研究还导致了一种涌现亚稳态多体态的发现，即由反关联费米子与对组成的未预测量子乳浊液。在此，我们通过研究动能与释放能量的演化、未配对费米子群体的谱响应与相干性，及其自旋密度噪声关联，详细探究了这一奇异体系的属性。我们所有的观测一致指向一种低温异质相，其中配对与未配对费米子宏观共存并呈现微观尺度相分离。我们的发现为探索量子乳浊液以及可能的不均匀超流 regime 开辟了新而有吸引力的途径，其中对凝聚可与磁有序共存。