Science 强关联费米子 | 量子超冷

吸引相互作用费米子的哈伯德模型Hubbard model，为费米子配对提供了范例。模型特点是紧密束缚对的玻色-爱因斯坦凝聚和长程库珀对的Bardeen-Cooper-Schrieffer超流性之间的渡越，以及在超流临界温度以上形成对的“赝能隙”区域。

今日，美国 麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）Thomas Hartke等，在Science上发文，报道直接观察到了在哈伯德晶格气体Hubbard lattice gas中，费米子配对的非定域性质，使用自旋和密度分辨成像双层显微镜下的1000个费米钾-40原子。研究表明，费米子完全配对是通过整体自旋涨落，随着吸引力的增加而消失。在强关联区域，费米子对的大小与平均粒子间距相当。该项研究，为强关联费米子系统中的赝能隙行为提供了理论依据。
Direct observation of nonlocal fermion pairing in an attractive Fermi-Hubbard gas。吸引费米-哈伯德气体中非局域费米子配对的直接观测。

图1.原子分辨的引力探测费米-哈伯德气体

图2.非定域费米子配对的观测。

图3.电子对的电荷密度波序。

图4.非局部对与多体有序的相互作用。

在光学晶格中，超冷原子可用来深入了解相互作用的量子物质行为。通过费米-哈伯德模型（Fermi-Hubbard Model），可以模拟一些最普遍的物理现象，该模型与许多固态系统相关。该项研究，将吸引相互作用的钾费米子原子放入光学晶格中，并使用量子显微镜对系统进行成像，并测量晶格位置之间的相关性。研究表明，非局域原子对的形成，取决于引力的强度。

文献链接https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade4245DOI: 10.1126/science.ade4245本文译自Science。