通过混合尺寸超高温超浊度通过混合尺寸

一项新的研究提出了一种实现超高减小的过渡温度，直到TC / TF〜1的方案，在双组分原子费米气体中，通过可调谐配对相互作用强度模拟高TC超导体的系统，使用一个组件的混合尺寸模仿高TC超导体的系统在一个深的一维（1D）光学晶格中，具有大的格子间距，而另一个留在3D自由空间中。量子原子费米气体为研究了高TC超导性的物理学提供了理想的原型，包括潜在的配对机制和不寻常的伪影像现象，这是在高TC超导性领域的辩论中的核心。

在浙江大学，孙中山大学理论家，浙江工业大学，以及浙江工业大学，以及量子信息和量子物理学的协同创新中心，通过调整晶格来报告间距在混合尺寸设置中大，超流过渡温度降低，TC / TF，可以非常高，高于任何已知系统的高度。

图1。Fermionic原子在（a）真实和（b）动量空间中的混合尺寸。旋转原子在Z方向上受到1D光学晶格，而旋转在3D自由空间中的旋转原子，具有平面波波函数。蓝色曲线示意性地示出了旋转原子的波形。旋转上下原子分别在动量空间中占据薄圆盘和3D球体。

它在超导温度下实现了高转变温度Tc，理想地高达室温（约300 k）及以上的长期目标。考虑到由其FERMI温度TF表示的典型电子动能，其在固体中为10000k，这只是小部分。金属和合金中的常规超导体具有少数kelvins的过渡温度，通常低于20k。在1986年发现的高TC铜酸铜超导体，在环境压力下的最佳氧掺杂浓度下具有高达95 k的TC，最高164 k在高压下具有相对较低的TF由于强电子相关性，这将降低的温度Tc / Tf推高达约0.05。

该比率不超过其超导体的其他家庭的该值，其中包括铁基超导体，重型超级磁偏振器，有机超导体，单层FESE / SRTIO3超导体，以及新发现的魔法角扭曲双层石墨烯以及TC录像机，高压下的H2S。在UltaCrold原子费米气体中可以使更高的比率，TC / TF高达0.218，在3D均匀情况下限制。在BEC限制中，该比率可以进一步升至0.518，在陷阱中心利用增强的本地费米能量。这种增强导致使用混合尺寸的想法作为晶格间距的函数调谐FERMI能量。

图2。与KFD的函数大致线性增加的比率Tcmax / TF的比率是kfd的函数，其中Tcmax是给定晶格常数d的最大Tc，因为配对强度变化。

通过混合尺寸增强TC / TF的想法如图1所示。两个配对组件中的一个称为旋转原子，保留在3D自由空间中，占据动量空间中的各向同性费米球。相反，旋转原子通过大带隙和大的晶格间隔d（Z方向上）受到深的1D光学晶格电位（在Z方向上），使得整个晶片占据厚度2p / d和半径kf的薄盘？，让费米能量EF？对于旋转原子，随着D的增加而增加。晶格可以如此深，使得旋转原子基本上在没有配对相互作用的情况下本质上局部地定位在它们各自的晶格位置。

然后，当通过Feshbach谐振打开配对交互并调谐为大，旋转原子的Fermi球体将变形成圆盘以匹配旋转原子的圆盘。结果，两种组件现在获取大型费米能量（与非交互3D值，EF）相比，并因此导致高TC / TF。

如作者所指出的，尽管旋转原子在没有配对相互作用的情况下高度本地化，但原子对由于旋转部件而获得高迁移率。这与平坦带中的超导电性的情况有所类似，其中近在电子是局部化的，而库珀对通过配对交互获取移动性。TC / TF的增强主要受EF比率的约束吗？/ EF。结果如图2所示，其中TCMAX是最大Tc作为给定格子间距D的配对强度的函数。该比率达到KFD = 55的统一，高于任何已知系统。（这里注意到kbtf =？2k2f / 2m，其中kb是boltzmann常数，载于系统在没有晶格潜力和配对相互作用的情况下。）

正如作者强调的那样，上述加强TC / TF的想法与其理论的具体细节无关，并且对竞争对手理论同样很好地工作。一旦鉴定了适当的Feshach共振，就可以用同位素原子实验地实现所提出的方案，如161dy和163dy。

超薄原子系统已广泛研究了它们的量子仿真和量子工程能力。原子费米气体社区的一个重要目标是模拟和帮助了解高TC超导性的机制。在寻找和设计更高TC的新超导体方面肯定是至关重要的。

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参考：“超高温超浊度在超级原子费米气体，混合维度”由Leifeng Zhang，Jibiao Wang，Yi Yu和Qijin Chen，2019年9月2日，科学中国物理学，力学与天文学。DOI：
10.1007 / s11433-019-9452-y

本研究由中国国家自然科学基金资助（授予No.11274267和11774309），中国国家基础研究计划（授予2012CB927404）和中国浙江省的自然科学基金（Grant No. LZ13A040001）。