Lý thuyết siêu lạnh của các khí Fermi nguyên tử
Đăng trên tạp trí Reviews of Modern Physics ( Rev. Mod. Phys) vol 80, quý IV của năm 2008, bài viết Theory of ultracold atomic Fermi gases của ba tác giả Stefano Giorgino, Lev P. Pitaevskii, và Sandro Stringari thuộc trường đại học Trento , Italy, mang đến cho ta cái nhìn tổng quát và toàn diện nhất về lý thuyết và quá trình phát triển cùng với các thành tựu trong việc nghiên cứu các chất khí Fermi nguyên tử trong mô hình lý thuyết siêu lạnh. Bài viết tập trung vào các hiệu ứng tương tác, là cơ chể để dẫn đến việc hình thành trạng thái superfluid ( siêu lỏng). Trong những hệ loãng này, tương tác được phân loại chỉ bằng một tham số, đó là chiều dài của tán xa s-wave, giá trị này có thể được tính toán bằng việc áp dụng một từ trường gần với dao động Feshbach. Các tính chất như : giới hạn Bardeen- Cooper - Schrieffer ( BCS limit) của siêu lưu chất Fermi nguyên bản, ngưng tụ Bose - Einstein ( BEC) của các dimers (cặp), giới hạn unitary ( thuần nhất ) của tán xạ khoảng cách lớn đều là các phạm trù trong tương tác của các khi Fermi nguyên tử. Đặc biệt, tính chất BEC và unitary được phân loại bằng một chỉ số giới hạn nhiệt độ cao của siêu lỏng, trong phạm vi nhiệt độ Fermi. Các tính chất vật lý cũng được đề cập đến trong bài Review, bao gồm các thông số mật độ và năng lượng của các cấu hình ở ground-state ( năng lượng cơ bản ), phân bố động lượng, tỉ số của các cặp ngưng tụ, dao động kết hợp và các hiệu ứng phá vỡ cặp, sự lan tỏa của các khi, các tính chất cơ bản của nhiệt động lực học, cùng với các phản ứng của các mạng quang học, và dấu hiệu của tính siêu lỏng, ví dụ như sự xuất hiện của các vortices lượng tử, sự quyện ( quenching ) của momen quán tính, và kết quả của phân cực spin. Một số hướng tiếp cận được đề cập, từ mô hình mean-field ( trường trung bình) của BCS- BEC liên hiệp đến các phương pháp phi hỗn hợp ( nonpertubative) dựa trên kỹ thuật Monte Carlo lượng tử.
Nội dung
I. Giới thiệu
II. Khí Fermi lý tưởng trong giếng điều hòa
A.Năng lượng Fermi và các hàm nhiệt động lực học
B. Các phân bố mật độ và mômen
III. Bài toán va chạm giữa hai vật thể
A. Các tính chất tán xạ và năng lượng giải thoát
B. Dao động Fano- Feshbach
C. Tương tác cặp
IV. Bài toán đa vật thể tại điều kiện cân bằng : Khí đồng nhất
A. Hàm Hamiltonian và thế năng hiệu ứng
B. Tham số thứ tự, ngăn, và vận tốc âm thanh
C. Khí repulsive ( đẩy )
D. Khí hấp dẫn yếu
E. Khí của các boson hỗn hợp
F. Khí tại điều kiện unitarity
V. Liên hiệp BCS- BEC
A. Hướng tiếp cận trường trung bình tại T = 0
B. Hướng tiệp cận Monte Carlo lượng tử tại T =0
1. Phương pháp
2. Kết quả
C. Các hướng tiếp cận khác tại nhiệt độ T = 0 và nhiệt độ có giới hạn.
VI. Tương tác của khí Fermi trong một giếng điều hòa
A. Xấp xỉ mật độ địa phương tại T = 0 : thông số mật độ
B. Định lý virial
C. Phân bố động lượng
D. Khí trong giếng thế tại nhiệt độ giới hạn
VII. Tính chất động lực và tính chất siêu lỏng
A. Các phương trình thủy động lực học của siêu lỏng tại T = 0
B. Sự lan tỏa của khí Fermi siêu lỏng
C. Dao động tập trung
D. Phonons vs. Trạng thái kích kích và nhiệt độ giới hạn Landau.
E. Hệ số cấu trúc động và tĩnh học
F. Quá trình chuyển tiếp Radiofrequency
VIII. Tính chất rotations và tính chất siêu lỏng
A. Mômen quán tính và mốt scissors ( kéo)
B. Hệ số mở rộng của khí Fermi rotating
C. Các vortices lượng tử
IX. Các khí Fermi spin phân cực và hỗn hợp
A. Phương trình trạng thái của một khí Fermi spin phân cực
B. Chuyển pha tại unitarity
C. Chuyển pha trong giếng điều hòa tại điều kiện unitarity
D. Các Fermi siêu lỏng có khối lượng khác nhau.
1. Phương trình trạng thái tại điều kiện liên hiệp
2. Thông số mật sộ và các dao động tập trung
E. Hỗn hợp Fermi- Bose
X. Các khí Fermi trong mạng quang học
A. Các khí Fermi lý tưởng trong các mạng quang học
1. Phân bố Fermi bề mặt và động lượng
2. Dao động Bloch
3. Trọng tâm của dao động
4. Ảnh hưởng của antibunching trong hàm tương quan
B. Các fermion tương tác trong các mạng quang học
1. Hình thành cặp trong các thế năng điều hòa
2. Mô hình Hubbard
XI. Khí Fermi 1D
A. Dao động giới hạn
B. Lý thuyết chuẩn của khí Fermi 1D
XII. Kết luận và Mở rộng
PS: Bạn có thể đọc nguyên bản bài viết 60 trang tiếng Anh trên bằng cách gửi yêu cầu đến địa chỉ email : Địa chỉ email này đã được bảo vệ từ spam bots, bạn cần kích hoạt Javascript để xem nó. . Vì lý do bản quyền nên chúng tôi không thể gửi link download trực tiếp được, mong các bạn thông cảm.
