by FLEET 史文朋科技大学的超冷原子实验室
信用:FLEET 本周，史文朋科技大学发表的一项研究调查了声波在量子气体中的能量传播，首次揭示了声波性质随温度的强烈变化
在低能量下，这种能量通过许多同步运动的粒子的集体运动传播——本质上是声波——用被称为声子的准粒子来量化
在超流转变温度Tc以下，在单一费米气体中的这些声波可以在没有碰撞的情况下传播，并且由超流序参量(波函数)相位中的波纹驱动——这种模式被称为博戈柳波夫-安德森声子
在Tc以上，声波变得更强阻尼，碰撞起主导作用
低于温度系数在较冷的超流模式中，阻尼主要由与热激发准粒子的碰撞决定，并由(QRPA)理论>温度系数很好地描述。在转变温度以上，强阻尼模式出现在无碰撞流体力学状态之间的交叉点
> >在更高的温度下，声波的集体传播消失，激发由单个粒子的能量主导
在酉费米气体中声音的温度依赖性和液氦中声子的行为方面，发现了很强的相似性，液氦是历史上发现的第一批超流体之一
这项研究为强关联费米子的动力学理论提供了定量的基准
克里斯·维尔教授在史文朋的实验室中形成并研究的超冷原子气体，可以非常精确地调节原子间的相互作用
“我们冷却并限制了一种高度稀释的Li6原子气体，实现了一种单一的费米气体，这种气体表现出量子力学所允许的最强相互作用，并具有接触电势，”维尔教授解释道
在单一气体中，弹性碰撞变成共振，气体的热力学性质变成温度和密度的普遍函数
酉费米气体允许相互作用费米子理论的精确测试
该团队随后使用双光子布拉格光谱研究了超流相变温度Tc上下的气体激发
上图:幺正费米气体的激发光谱，显示(上)实验数据和(下)理论
信用:FLEET “我们在大约一半费米动量的动量下测量了激发光谱，高于和低于超流临界温度Tc，”研究作者Dr
卡洛斯·库恩
两个聚焦激光脉冲(约1
持续时间为2毫秒)在气体中相交，对锂原子产生周期性扰动
紧接在双激光脉冲之后，封闭的光阱被关闭，原子的动量在膨胀4毫秒后被测量，并且可以被映射为激光频率的函数
布拉格光束的有限持续时间和尺寸导致了大约1:25千赫FWHM的傅里叶限制光谱分辨率，该分辨率远低于实验中使用的典型费米能级11千赫
“单一费米气体中的高频声音”发表在2020年3月的《物理评论快报》上
史文朋科技大学的超冷原子实验室
信用:FLEET 舰队的超冷研究 具有强粒子间相互作用的多体量子系统的研究对于理解新材料具有重要意义
在FLEET中，克里斯·维尔研究超冷费米原子的二维气体中的拓扑现象，研究弗洛凯拓扑超流的冷原子实现，超导临界温度的非平衡增强，以及基于二维原子气体中光学诱导自旋轨道耦合的拓扑物质的新形式，在研究主题3中
FLEET的研究主题3研究暂时脱离热平衡的系统，以研究显示的不同性质的物理现象和动态控制其行为的新能力
克里斯在史文朋科技大学领导量子气体的研究
在这些被冷却到绝对零度以上仅100纳米的原子集合中，通常只在微观层面发现的行为在宏观层面变得突出
该团队对费米气体的研究仅限于二维，测试了由超冷原子合成的拓扑和非平衡量子物质中无耗散传输的新范式
克里斯是舰队公司(FLEET)近100名研究人员之一，他们都受到一个重大挑战的激励:减少信息和通信技术(ICT)中使用的能源，ICT已经占全球用电量的至少8%，并且每十年翻一番
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