配对凝聚费米气体中的三声子与四声子相互作用过程

Hadrien Kurkjian; Yvan Castin; Alice Sinatra

doi:10.1002/andp.201600352

配对凝聚费米气体中的三声子与四声子相互作用过程

量子气体 2017-09-20 v3 量子物理

作者: Hadrien Kurkjian , Yvan Castin , Alice Sinatra

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摘要

我们研究了无碰撞区BEC-BCS渡越中配对凝聚费米气体内声子间的相互作用以及声子寿命。为了计算声子-声子耦合振幅，我们使用基于包含运动对的广义BCS拟设的微观模型，该模型允许在基态的平均场BCS近似周围进行系统展开。我们表明，Landau和Khalatnikov得到的振幅的量子流体力学表达式仅适用于能量壳上，即适用于守恒能量的共振过程。该微观模型给出与随机相近似相同的激发谱，其具有线性（声子）起始以及在低波数处凹性从向上变为向下的特征，这一变化发生在BEC-BCS渡越中。当色散关系在低波数处凹性向上时，低温下的主要阻尼机制是Beliaev-Landau过程（2声子 $\leftrightarrow$ 1声子）；而当凹性向下时，则是Landau-Khalatnikov过程（2声子 $\leftrightarrow$ 2声子）。在这两种情况下，通过重新标度波矢以吸收对相互作用强度的依赖，我们得到了阻尼率的普适公式。该普适公式修正并扩展了Landau和Khalatnikov [ZhETF {\bf 19}, 637 (1949)] 针对向下凹性情形 $2\leftrightarrow2$ 过程的原始解析结果。在向上凹性情形下，针对零温幺正气体的Beliaev 1 $\leftrightarrow$ 2过程，我们计算了波数 $q$ 的激发的阻尼率，包含了对应于 $q^5$ 流体力学预测的 $q^7$ 的首个修正项，这是此前从未以系统方式做过的工作。

关键词

配对凝聚费米气体声子-声子相互作用 BEC-BCS渡越声子阻尼 Beliaev过程 Landau-Khalatnikov过程普适公式

引用

@article{arxiv.1611.01954,
  title  = {Three-phonon and four-phonon interaction processes in a pair-condensed Fermi gas},
  author = {Hadrien Kurkjian and Yvan Castin and Alice Sinatra},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1611.01954},
  year   = {2017}
}

备注

in english (published version except for single column presentation, 44 pages) and in french (35 pages, double column)

配对凝聚费米气体中的三声子与四声子相互作用过程

摘要

关键词

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