线性耦合诱导的简并费米子混合物中的混溶性

我们考虑外部囚禁势中双组分简并费米气体的一维平均场-流体动力学模型，每个组分代表同一原子的自旋态。我们证明，由共振电磁波施加的组分间相互转换（线性耦合），当耦合常数 $\kappa$ 超过临界值 $\kappa _{\mathrm{cr}}$ 时，会将不可混溶的二元气体转变为混溶态。该效应在变分近似中预测，并通过数值解得到证实。与最近研究的具有线性耦合的二元BEC模型不同，二元费米子混合物在不可混溶相中的组分从不填充两个被壁隔开的分离区域，而是形成反锁定（$\pi$ 相位移动）的密度波。与玻色子混合物的另一个区别是两个组分之间在原子数 $N_{1}$ 和 $N_{2}$ 上的自发对称性破缺。后一种效应由参数 $\nu \equiv (N_{1}-N_{2})/(N_{1}+N_{2})$ 表征（只有 $N_{1}+N_{2}$ 是守恒量），在 $\kappa \geq \kappa_{\mathrm{cr}}$ 时混溶性的出现意味着向 $\nu \equiv 0$ 的转变。当 $\kappa <\kappa_{\mathrm{cr}}$ 时，$\nu$ 表现为 $\kappa$ 的阻尼振荡函数。我们还简要考虑了一个不对称模型，其中两个组分之间存在化学势差。