长程杂质在玻色气体中的准粒子性质

浸入玻色气体中的杂质可形成称为玻色极子的准粒子。当杂质-玻色子相互作用为短程时，准粒子性质可以杂质-玻色子散射长度$a_{\mathrm{IB}}$和玻色气体相干长度$\xi$进行表征，这种通用描述在不同的浴密度$n_0$下均保持有效。长程相互作用——例如由Rydberg或离子杂质提供——引入有效相互作用范围$r_{\mathrm{eff}}$作为第三个长度尺度。这些竞争的长度尺度引出了一个问题：在不同的浴密度下，是否仍然存在有效描述？本研究讨论了长程杂质的准粒子性质及其对长度尺度$n_0^{-1/3}$、$r_{\mathrm{eff}}$和$\xi$的依赖性。我们采用两种互补理论——相干态假设和扰动性Gross-Pitaevskii理论——纳入超出F"ohlich相互作用的成分。我们推导了以接触相互作用为例的超出F"ohlich有效质量的解析表达式，并数值计算了长程杂质的有效质量。我们认为，耦合参数$|a_{\mathrm{IB}}|n_0^{1/3}$仍是支配玻色极子性质的主要参数。对于弱（$|a_{\mathrm{IB}}|n_0^{1/3}\ll 1$）和中等（$|a_{\mathrm{IB}}|n_0^{1/3}\simeq 1$）的耦合参数值，玻色气体中的长程杂质可作为具有有限准粒子权重和明确有效质量的准粒子进行良好描述。然而，随着有效杂质体积被越来越多的浴粒子占据（$r_{\mathrm{eff}}n_0^{1/3} \gg 1$），准粒子权重会显著抑制。