弱磁场下自旋-2凝聚体循环相的量子涨落

摘要

在平均场近似下，一些量子多体系统的基态是简并的。但是，当考虑杂乱无序的量子涨落时，半均场能量修正将会解除这一简并。这种无序导致有序的现象在量子磁性领域已经被大量研究过，但是至今也没有在实验上观察到这一现象。最近，加拿大的周飞研究组和哈佛大学的Delmer研究组认为，在自旋-2凝聚体的向列相中可能存在这种现象，前提是外磁场足够的弱。然而，实验上外磁场的涨落是不能完全消除的。本文中我们将提出一个有限磁场下可能存在这种无序导致有序现象的模型。
　　我们研究弱磁场下均匀的自旋-2凝聚体的循环态。仅考虑线性塞曼效应时它们是简并的。然而我们发现这些态的对称性是不同的，也就是说他们应该是不简并的。通过计算二阶量子涨落，我们发现这些态的平均场能量修正确实是不同的。因此，我们可以找到非平均场近似下系统真正的基态。
　　结果表明：对于排斥接触相互作用的原子气系统，总自旋大于零时，反铁磁性凝聚体的基态是C4态，而铁磁性凝聚体的基态是C-态。在系统总自旋非零的情况下，C态不会是基态。