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统一的p光学晶格中费米子之间的-波相互作用

摘要

费米子系统中的交换-反对称对波函数可以产生非常规超导体和超流体123..在可控量子系统(如超冷气体)中实现这些状态,可以实现新型的量子模拟45678,拓扑量子门91011还有奇异的少体状态12131415.然而,p-波和其他反对称相互作用在自然发生的系统中很弱1617,在超冷系统中通过费什巴赫共振增强它们受到三体损失的限制181920.21222324.在这里,我们在一个多轨道三维光学晶格中创建了孤立的自旋极化费米子原子对。我们用光谱学测量弹性p强相互作用原子对在磁费什巴赫共振附近的波相互作用能。相互作用强度可以被磁场和约束强度广泛地调节,但当被谐波能量和单个晶格位置的长度尺度重新缩放时,相互作用强度就会坍缩到一条通用曲线上。三体过程的缺失使得弹性幺正的观测成为可能p-波相互作用,以及自由原子和相互作用对状态之间的相干振荡。所有的观测结果都与使用a的精确解进行比较p-波赝势和使用从头算相互作用势的数值解。现场的理解和控制p-波相互作用为多轨道晶格模型的组装提供了必要的组成部分2526也是研究如何在隧道存在的情况下保护这样的系统免受三体重组的起点,例如使用泡利阻塞和晶格工程2728

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图1:光谱学p自旋极化费米子之间的-波相互作用。
图2:一元和弹性的表征p波相互作用。
图3:相干操作p-波相互作用对。
图4:寿命p-波相互作用对。

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我们感谢与F. Chevy和S. Zhang的深刻讨论以及J. Bohn, A. Kaufman和R. Learn的有益手稿评论。这项工作得到了AFOSR拨款FA9550-19-1-0275, FA9550-19-1-7044和FA9550-19-1-0365, ARO W911NF-15-1-0603, NSF的JILA-PFC PHY-1734006和PHY-2012125拨款,NIST和NSERC的支持。

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v.v., p.x., f.c., C.J.F.和J.H.T.开发了实验技术并收集了数据。v.v., p.x., m.m., F.C.和C.J.F.进行了数据分析。m.m., t.b., c.j.f., j.p.d.。和A.M.R.建立了理论模型。所有作者都参与了手稿的撰写。

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作者声明没有利益竞争。

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引用本文

Venu, V, Xu, P, Mamaev, M。et al。统一的p光学晶格中费米子之间的-波相互作用。自然613, 262-267(2023)。https://doi.org/10.1038/s41586-022-05405-6

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