低密度自旋极化中子物质中的费米极化子

我们研究浸没于低密度自旋向上中子自由费米气体中的自旋向下中子杂质的性质。具体地,我们分析其能量($E_\downarrow$)、有效质量($m^*_\downarrow$)和准粒子剩余度($Z_\downarrow$)。结果与超冷原子气体实验中实现的吸引费米极化子的先进量子蒙特卡洛计算以及先前中子极化子研究的结果进行比较。计算在Brueckner–Hartree–Fock框架内进行,采用Entem和Machleidt在N$^3$LO下截止动量500 MeV的手征两体核子-核子相互作用以及Argonne V18唯象势。仅包含$^1S_0$分波的贡献,该分波在所考虑的低密度区域占主导。三核子力的贡献在这些密度下预期可忽略,因此在计算中略去。我们的结果表明,对于介于$\sim 0.25$与$\sim 0.45$ fm$^{-1}$之间的费米动量,在手征相互作用情况下杂质的能量、有效质量和准粒子剩余度分别仅在$-0.604\,E_F < E_\downarrow < -0.635\,E_F$、$1.300\,m < m^*_\downarrow < 1.085\, m$和$0.741 <Z_\downarrow< 0.836$范围内略有变化;使用Argonne V18势时则在$-0.621\,E_F < E_\downarrow < -0.643\,E_F$、$1.310\,m < m^*_\downarrow < 1.089\, m$和$0.739 <Z_\downarrow< 0.832$范围内变化。这些结果与超冷原子推导的结果相容,并表明费米动量在$0.25\lesssim k_F \lesssim 0.45$ fm$^{-1}$范围内的自旋向上中子自由费米气体中的自旋向下中子杂质,展现出与幺正极限下吸引费米极化子非常相似的性质。