介观二维费米气体中库珀对的观测

配对是费米子超流与超导的基本前提。理解配对形成背后的机制是许多强关联费米子系统研究中持续存在的挑战。库珀对作为常规超导微观解释的BCS理论的关键要素，在系统的费米面处由自旋与动量相反的粒子之间形成。在此，我们直接观测到介观二维费米气体中的库珀对。我们采用一种成像方案，能够提取强相互作用费米气体的完整原位动量分布，并具有单粒子与自旋分辨能力。我们的超冷气体使我们能够在完全非相互作用、未配对系统与弱吸引之间自由调节；在弱吸引下，我们在费米面处发现库珀对关联。当进一步增强吸引相互作用时，这些对逐渐转变为深度束缚分子，从而破坏费米面。我们的介观系统与原子核、超导颗粒或量子点的物理密切相关。凭借实验中相互作用、粒子数及势景观的精确控制，本工作所建立的观测量为回答长期存在的问题提供了新途径，这些问题不仅涉及此类介观系统，也涉及它们与宏观世界的联系。