镱原子的自旋轨道耦合双电子费米气体

我们展示了通过窄光学跃迁耦合两个超精细基态，在$^{173}$Yb原子的双电子费米气体中实现自旋轨道耦合（SOC）的全光学方案。由于对外部磁场不敏感的$^1$S$_0$基态流形的SU($N$)对称性，采用光学AC Stark效应来分裂基态自旋态，与碱金属和镧系原子上的实验相比表现出高稳定性，并从其他超精细能级中分离出一个有效的自旋1/2子空间以实现SOC。当突然打开动量依赖的自旋轨道能隙时，去相位自旋动力学以及自旋轨道耦合费米气体的非对称动量分布被观测到，作为SOC的标志。镱费米子全光学SOC的实现应为长寿命自旋轨道耦合费米气体提供新途径，并极大扩展我们利用碱土类原子研究新颖自旋轨道物理的能力。