超流動Fermi原子気体の1粒子状態とphotoemissionスペクトル(冷却原子,学生プレゼンテーション,熱場の量子論とその応用,研究会報告)

概要

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ここでは冷却Fermi原子気体を念頭に、BCS-BECクロスオーバーの超流動相におけるFermionの1粒子状態を議論した。特に、NozieresとShmitt-Rinkの理論を基にしたT-行列近似を用いてFermionの状態密度とスペクトル強度を計算し、超流動転移温度付近に見られる擬ギャップ現象とFermi超流動の特徴である超流動ギャップがどのように関係しているかについて考察した。その結果、温度が下がるにつれ、相互作用が弱い、BCS領域では両者が連続的に移り変わるのに対して、多体性が顕著なクロスオーバー領域では、擬ギャップ構造が閉じてから新たに超流動ギャップが現れるということを明らかにした。さらに、このような超流動相における擬ギャップ現象の実験的な検証を念頭に、トラップ系のphotoemissionスペクトルを局所密度近似を用いて計算し、局所的な振る舞いと関連させて解析することにより、擬ギャップ現象が非一様な空間の影響を強く受けること、それが実験的に観測され得ることを示した。この解析で作られたトラップ系のBCS-BECクロスオーバーに関する相図(図5(b))は、強く相互作用する原子気体を理解する上で非常に重要である。
2011-02-20