费米气体中极化子-分子转变的热力学特征

我们考虑两分量费米气体的高度自旋不平衡极限，其中存在少量$\downarrow$杂质与大量$\uparrow$费米子海发生吸引相互作用。在零温度的单杂质极限下，存在所谓的极化子-分子转变，即杂质在足够强的吸引下通过束缚一个$\uparrow$费米子而急剧改变其性质。利用最近发展的变分方法，我们计算了杂质的热力学性质，并表明由于杂质谱函数中激发态的热占据，该转变在有限温度下变为平滑的跨接。然而，单杂质转变的残余在动量分辨谱函数中显而易见，原则上可用拉曼光谱探测。我们进一步表明，Tan接触表现出对温度的特征性非单调依赖，为零温极化子-分子转变提供了特征标志。对于有限杂质密度，我们认为仅基于费米极化子行为的描述在极化子-分子转变附近是无效的，因为杂质间的关联不可忽略。特别地，我们表明由于费米海诱导的$\uparrow\downarrow$分子间的强吸引，自旋不平衡系统在低温下经历相分离。因此，我们发现杂质能谱和诱导的杂质-杂质相互作用是理解自旋不平衡费米气体相图的关键。