Correlation effects on atom-density profiles of one- and two-dimensional polarized atomic fermi gases loaded on an optical lattice

光学格子上にロードされた1次元及び2次元の分極フェルミ原子ガスの原子プロファイルにおける相関効果

町田 昌彦  ; 山田 進  ; 奥村 雅彦   ; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*

Machida, Masahiko; Yamada, Susumu; Okumura, Masahiko; Ohashi, Yoji*; Matsumoto, Hideki*

現在、原子ガスの分野ではスピン量子数の異なる粒子の数を均等ではなくアンバランスを与えかつその不均衡度合いを制御して量子状態を調べることがトレンドの1つとなっている。これは、その不均衡の制御により、クゥオーク,原子核,中性子星,固体電子などさまざまな物理系で見られる普遍的でかつ未解明な現象が実験室にて簡単に調べられるためである。本発表論文では、このトレンドに対し、光学格子を作り、その中に原子ガスを閉じ込めた時の量子状態について数値計算結果とその理論的解釈を与え、観測可能な実験条件やその特異な結果を予測した。なお、この研究により得られた成果は、物理の普遍的な現象を扱っているため、さまざまな分野に共通する問題に対して解答を与える素地となる結果であり、今後は適用例を考察していく。

We investigate effects of optical lattice potential in one- and two-dimensional two-component trapped Fermi gases with population imbalances. Using the exact diagonalization and the density matrix renormalization group methods complementarily, we calculate the atom density profile from the groundstate many-body wavefunction as a function of attractive interaction strength for various population imbalances. The numerical results reveal that although a phase separation between the superfluid core and the shell cloud of excess atoms occurs as observed in experiments without the optical lattice, the population imbalance generally remains in the core region in contrast to the non-lattice cases. The essence of the numerical results in a strong attractive regime can be explained by an effective model composed of Cooper pairs and excess major fermions.