利用光电子能谱探测强相互作用费米气体
其他凝聚态物理
2008-09-04 v1
摘要
超冷原子气体提供了研究多体量子物理现象的模型系统。近期关于费米气体的实验实现了具有强粒子间相互作用的费米超流态相变。该系统实现了连接 BCS 超导物理与玻色 - 爱因斯坦凝聚（BEC）物理的 BCS-BEC 渡越。尽管该系统的许多方面已被研究，但测量单粒子激发谱（这是多体理论直接预测的基本性质）尚未成为可能。在此，我们展示了在 T ~ Tc 时，强相互作用费米气体的单粒子谱函数发生了剧烈改变，其方式与大配对能隙一致。我们利用光电子能谱直接探测费米气体中的元激发和能量色散。在这些光电子实验中，射频光子通过自旋翻转跃迁将原子从强相互作用系统激发到弱相互作用态。我们测量了处于 BCS-BEC 渡越临界点及渡越 BEC 侧的 40-钾原子超冷费米气体的占据单粒子态密度，并将这些结果与近理想费米气体的结果进行了比较。我们的结果以可与高温超导体数据进行比较的方式探测了多体物理。这种用于超冷原子气体的新测量技术，类似于用于电子材料的光电子能谱，直接探测低能激发，从而可以揭示激发能隙和/或赝能隙。此外，该技术可为探测各向异性系统（如光学晶格势中的原子）提供角分辨光电子能谱（ARPES）的类比。
引用
@article{arxiv.0805.0026,
title = {Using photoemission spectroscopy to probe a strongly interacting Fermi gas},
author = {J. T. Stewart and J. P. Gaebler and D. S. Jin},
journal= {arXiv preprint arXiv:0805.0026},
year = {2008}
}