陈正方

（江西理工大学理学院，江西 赣州 341000）

1 引言

最近，超冷原子气体的自旋轨道耦合效应[5]受到了广泛的关注。可调控粒子间相互作用强度和粒子间距离的新型实验手段使人们能够探索这种新奇的效应[2]。目前，人们已经在实验上实现了人工的自旋轨道耦合，首先是玻色气体，然后是费米气体。最早实现自旋轨道耦合的是NIST 的小组。他们实现的是一种Equal-Rashba-Dresshauls(ERD)的自旋轨道耦合[3]，这种自旋轨道耦合是将Rashba 自旋轨道耦合和Dresshauls自旋轨道耦合进行等量的叠加。相比于传统的Rashba 和Dresshauls 自旋轨道耦合，这种新型的自旋轨道耦合具有各向异性。在这篇文章中我们主要的研究是含有ERD 自旋轨道耦合的费米气体。不同于玻色气体，费米气体主要是自旋为半整数的粒子组成的气体，它符合费米-狄拉克统计。费米子满足泡利不相容原理这一重要的性质，即两个费米子不能同时占据同一个量子态。在绝对零温下，不含有相互作用的费米粒子会两两依次占据不同的能带形成费米海。但是一旦考虑粒子间相互作用，这种费米海就变得不再稳定，这会引起新的集体激发模式。在费米面上，一端的粒子会与另一端的粒子产生配对产生Cooper 对。Cooper 对的存在解释了为什么费米气体中也存在超导效应以及玻色爱因斯坦凝聚态。进一步的通过配对状态的不同我们可以将Cooper 对分为质心动量为零和质心动量不为零的两种不同形式。在这篇文章中，我们主要讨论了三组分含有ERD 自旋轨道耦合的二维费米气体的能谱，并且研究了zeeman 场对系统能谱的影响，进一步研究了变化的能谱对形成Cooper 对形式的影响。……