二维 Bose 气体中配对效应、BKT 物理和超流性的平均场描述

我们推导了任意温度下二维 (2D) 相互作用 Bose 气体的平均场描述。我们发现，具有长程相干性的真正 Bose-Einstein 凝聚仅在零温下存在。在有限温度下，包含在我们平均场理论中的多体配对效应引入了配对密度的有限振幅，从而产生有限的超流密度。我们通过考虑配对场的相位涨落，将 Berenzinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) 物理纳入我们的模型。这导致的结果是，由于这些相位涨落，超流相仅在低于 BKT 温度时稳定。在低温弱相互作用区域，我们将我们的理论与微扰计算、重整化群计算以及 Monte Carlo 模拟的先前结果进行了比较。我们展示了二维 Bose 气体的有限温度相图。配对密度场有限振幅的一个特征是在单粒子谱函数中出现双峰结构，类似于二维吸引 Fermi 气体中的赝能隙相。