均匀及囚禁原子量子流体中 Weyl 自旋 - 轨道耦合诱导的相互作用

通过对非相互作用原子气体热力学量的解析和数值研究，我们确立了各向同性三维自旋 - 轨道耦合（即 Weyl 耦合）会诱导一种相互作用，该作用抵消了零耦合 Bose (Fermi) 气体中交换对称性所呈现的“有效”吸引（排斥）。为此，我们在均匀和囚禁两种情形下获得了巨势乃至若干热力学量的精确解析表达式。我们阐明，理论上揭示的自旋 - 轨道耦合系统的许多有趣特征，可以通过耦合诱导的统计粒子间势修正来理解。研究发现，均匀 Bose 气体的化学势、比热和等温压缩率的温度依赖性在极弱耦合区显示出初生 Bose-Einstein 凝聚的特征，尽管系统并未真正进入 Bose 凝聚相。在谐振子囚禁情形下，随着耦合强度的增加，转变温度降低，这与统计吸引相互作用的减弱一致。对于均匀费米子，一旦随着耦合强度增加费米能级降至 Dirac 点以下，某些热力学量便会出现异常行为，部分类似于二维以下维度的情形。我们建议可利用涨落 - 耗散定理，通过研究聚束和反聚束效应中的长波涨落来验证这些异常行为。