费米极化子间的媒介相互作用及杂质量子统计的作用

准粒子的概念对于理解复杂多体系统的行为至关重要。极化子作为准粒子的典型例子，是与周围介质强相互作用的杂质。在费米海中产生的费米极化子为该概念提供了范式性的实现。作为此类准粒子的固有且重要的性质，它们通过介质的调制而彼此相互作用。尽管超冷原子的量子模拟实验显著增进了我们对单个极化子的理解，但在这些系统中对其相互作用的探测一直难以实现。在此，我们报告了对嵌入锂原子费米海中的钾杂质构成的费米极化子之间媒介相互作用的明确观测。我们的结果证实了朗道费米液体理论的两个标志性预言：由媒介相互作用引起的极化子能量移动（与杂质浓度呈线性关系），以及其随杂质量子统计的符号反转。对于杂质与介质之间从弱到中等强度的相互作用，我们发现与费米液体理论的静态（零动量与零能量）预言极为吻合。对于更强的杂质-介质相互作用，我们表明在负能量处观测到的行为可由包含推迟和分子形成的更精细多体处理来解释。