自旋轨道耦合 Fulde-Ferrell 超流体的超流密度与 Berezinskii-Kosterlitz-Thouless 相变

我们从理论上研究了具有面内和面外塞曼场的二维 Rashba 自旋轨道耦合原子费米气体的超流密度和 Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) 相变。最近有预测表明，通过调节两个塞曼场，该系统可能表现出不同的奇异 Fulde-Ferrell (FF) 超流相，包括有隙 FF、无隙 FF、无隙拓扑 FF 和有隙拓扑 FF 态。由于 FF 配对，我们表明系统的超流密度（张量）变为各向异性。当沿 x 方向施加面内塞曼场时，在大多数参数空间内，沿 y 方向的张量分量$n_{s,yy}$通常大于$n_{s,xx}$。在零温下，当系统从有隙 FF 态演化为无隙 FF 态时，$n_{s,xx}$始终存在不连续跳跃。随着温度升高，这种跳跃逐渐消失。我们计算了临界 BKT 温度随自旋轨道耦合强度、原子间相互作用强度、面内和面外塞曼场的变化函数。我们预测 novel FF 超流相具有显著的临界 BKT 温度，通常在$0.1T_{F}$量级，其中$T_{F}$为费米简并温度。因此，利用当前冷原子实验室的实验技术即可观测到这些现象。