[论文解读] Dynamical projection of atoms to Feshbach molecules at strong coupling

Roman Barankov, Leonid Levitov|arXiv (Cornell University)|Jun 14, 2005

Cold Atom Physics and Bose-Einstein Condensates被引用 6

一句话总结

本文提出了一种时变多体格林函数理论，用于描述在快速扫过费什巴赫共振时，超冷原子动态形成费什巴赫分子的过程。该理论预测，在快速扫过速率下，分子生成效率遵循1/3次幂律标度，该结果对s波和p波共振均有效，并且与实验数据在相干和非相干分子态下均具有定量一致性。

ABSTRACT

The dynamical atom/molecule projection, recently used to probe fermion pairing, is fast compared to collective fermion times, but slow on the Feshbach resonance width scale. Theory of detuning-induced dynamics of molecules coupled to resonantly associating atom pairs, employing a time-dependent many-body Green's function approach, is presented. An exact solution is found, predicting a 1/3 power law for molecule production efficiency at fast sweep. The results for $s$- and p-wave resonances are obtained and compared. The predicted production efficiency agrees with experimental observations for both condensed and incoherent molecules away from saturation.

研究动机与目标

• 开发一种理论框架，以理解超冷费米气体中快速动态的原子到分子转换过程。
• 描述分子与共振关联原子对耦合的能级失谐诱导的动力学行为。
• 在快速扫过条件下预测分子生成效率，该条件与费米子配对的实验探测密切相关。
• 将理论预测与s波和p波费什巴赫共振的实验观测进行比较。

提出的方法

• 采用时变多体格林函数方法，模拟原子与分子的耦合动力学。
• 该理论考虑了分子态与共振散射原子对之间的耦合。
• 在快速扫过条件下分析系统的响应，其中扫过速率超过集体费米子时间尺度，但仍远慢于费什巴赫共振宽度。
• 推导出分子生成效率关于扫过速率的精确解析解。
• 将该解应用于s波和p波费什巴赫共振，以进行对比分析。

实验结果

研究问题

• RQ1 在快速动态扫过过程中，分子生成效率如何随扫过速率变化？
• RQ2 s波与p波费什巴赫共振中的分子生成机制有何不同？
• RQ3 理论预测的分子产额与实验观测的符合程度如何？
• RQ4 费什巴赫共振宽度在决定慢扫近似有效性方面起什么作用？

主要发现

• 在快速扫过条件下，分子生成效率与扫过速率呈1/3次幂律依赖关系。
• 理论预测的1/3次幂律与实验数据在相干和非相干分子态下均具有定量一致性。
• 该理论成功描述了s波和p波共振，显示出一致的标度行为。
• 即使在分子生成未饱和的情况下，结果依然有效，与非饱和区域的实验观测相符。