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有无粒子数不平衡情况下 BCS-BEC 渡越中的热力学与超流密度

强关联电子 2011-09-13 v1 量子气体 超导电性

摘要

我们研究了经历 BCS-BEC 渡越的囚禁费米子的热力学、密度剖面和超流密度,涵盖了有无粒子数不平衡的情况。我们的方法代表了对“赝能隙效应”的完全自洽处理,这些效应反映了配对形成温度 TT^* 与配对凝聚温度 TcT_c 之间的区别,必须通过修正费米子激发谱来容纳。文献中的所有其他多体方法都忽略了这一区别。我们展示了强制这一推论意味着配对涨落贡献同时进入能隙方程和数密度方程;这对于与广义 Ward 恒等式保持一致是必要的。此外,我们证明了在所有温度 TT 下都能获得物理上合理的超流密度 ns(T)n_s(T) 结果。相比之下,文献中先前的工作导致了行为异常的 ns(T)n_s(T)。超流密度是衡量特定渡越理论物理合理性的关键指标。为了正确处理囚禁费米气体的热力学性质,必须证明粒子密度剖面与实验一致。理论与实验密度剖面之间缺乏可证实的一致性,连同 ns(T)n_s(T) 发现的问题行为,使人们对文献中关于热力学计算与实验定量一致性的先前主张产生了怀疑。

关键词

引用

@article{arxiv.0707.1751,
  title  = {Thermodynamics and superfluid density in BCS-BEC crossover with and without population imbalance},
  author = {Yan He and Chih-Chun Chien and Qijin Chen and K. Levin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0707.1751},
  year   = {2011}
}

备注

19 pages, 14 figures. Submitted to PRB