ニューラル・ウェーブ関数で2Dスピン不均衡フェルミ気体におけるエキゾチックなペア状態を解明

Abstract

本研究では、最近開発されたニューラルネットワークの変分モンテカルロ法であるAGPs FermiNet Ansatzを用いて、短距離の引力相互作用をもつ2次元スピン不均衡フェルミ気体のゼロ温度相図を調べます。弱結合理論であるBCS極限ではフルデ＝フェレル＝ラーキン＝オブチニコフ相が観測され、強結合理論であるBEC極限では偏極超流動が観測されます。相互作用が強くなると、孤立した（未対）多数スピン電子が占める運動量空間領域において、少数スピンの運動量密度がほぼゼロまで低下します。さらに相互作用が非常に強い場合には、相分離が起こり、ボソン対を含む領域と、残りの多数スピン粒子が占める未対領域とに分かれます。加えて、中程度の相互作用強度において並進対称性の破れを観測します。このとき系は、多数スピンの未対粒子からなるフェルミ流体中で、クーパー対のエキゾチックな結晶を形成します。我々は、この結晶相の形成に関する考えられる説明を提示し、対が強く束縛されているときにk空間の運動量密度の“ホール”（空洞）が生じることの起源を説明し、さらに本アプローチが今後の研究にどのような新しい方向を開くかを議論します。