二维不平衡费米气体中的赝能隙和预形成对

赝能隙态的物理与量子气体中超流性和高温铜氧化物超导体的配对机制密切相关，因此，在量子气体和超导体中，赝能隙态和预形成对一直受到实验的密切关注。本文发展了一种路径积分处理，为二维费米气体中的配对态提供了无发散的描述。在此框架内，我们推导了赝能隙温度和对涨落谱函数，并将这些结果与近期二维费米气体中配对的实验测量进行了比较。通过对对涨落密度的长波长和低能极限的研究，我们从数值和解析上展示了数方程中红外发散的消除。除了赝能隙温度，我们还推导了对形成温度和超流临界温度。后者对应于Berezinski-Kosterlitz-Thouless (BKT)温度。赝能隙温度在平均场中与对形成温度一致，但发现由于涨落，它相对于对形成温度被抑制。这种抑制在配对结合能较大时最为显著。最后，我们研究了对形成温度、赝能隙温度和BKT温度如何随结合能以及费米气体中配对伙伴之间的不平衡而变化。这使我们能够建立二维费米气体的相图，其中可以识别出超流相、相位涨落准凝聚相和正常态。