有限温度下玻色极化子的命运

我们考虑一个浸没在玻色–爱因斯坦凝聚体中的杂质，其玻色子–杂质相互作用可调。这样的玻色极化子最近被预测在有限温度下展现出引人入胜的能谱：随着温度从零升高，基态准粒子均匀分裂为两支[Guenther等人, Phys. Rev. Lett. 120, 050405 (2018)]。为研究这一理论预言，我们采用最近发展的变分方法，该方法系统性地包含了杂质与有限温度介质之间的多体关联，从而使我们能够超越以往的有限温度方法。关键的是，我们发现准粒子分支的数目仅由热云空穴激发的数目决定：包含至多一个空穴产生一次分裂，两个空穴产生两次分裂，依此类推。此外，该效应与杂质质量无关。因此我们预期，确切的基态准粒子将在温度$T>0$时演化为单个宽峰，其展宽在低温且玻色子–玻色子相互作用足够弱时按$T^{3/4}$标度。在零温极限下，我们证明所计算的基态极化子能量与最近的量子蒙特卡洛结果及实验高度吻合。