欢迎来到复杂晶格费米实验组，本实验室自2022年8月开始搭建，到2023年中实现费米简并气体，通过调节Feshbach共振可以获得BEC-BCS全区间的强相互作用分子玻色爱因斯坦凝聚（mBEC）和费米原子气体。实验系统由塞满减速器和全钛科学腔组成，系统上搭建了水平面内的三六角晶格和竖直方向的一维约束晶格，并计划在后续搭建量子气体显微镜，实现晶格单格点成像和单原子精度操控。

健全的晶格结构和成熟的晶格调控技术，再结合上可以灵活调节的相互作用强度，使得我们能够研究晶格高能带/轨道中丰富的量子相，和维度跨越中的复杂相图，深入探索量子多体系统的奥秘。另外，如何将光晶格中的费米原子应用于量子计算也是我们正在思考的命题。欢迎与我们合作！

近期代表性工作：

• 强相互作用下动量分离散射晕研究

摘要: 散射晕是多体系统内部碰撞的一个典型现象。本工作研究了相互作用可调的⁶Li₂分子玻色-爱因斯坦凝聚体在TOF膨胀过程中，离散动量分量之间碰撞产生的散射晕。通过改变粒子数和散射长度，测量了不同相互作用强度（散射长度和粒子数密度）下的散射晕的产生，并定量评估了微扰理论的适用性。引入了散射因子，并得到了它与散射晕比率之间的普适关系，试图建立一套使用范围较广的散射晕模型。此外，我们模拟了非微扰条件下散射晕的形成，并与实验结果进行比较，二者非常接近。通过回波脉冲实验讨论了晶格脉冲和TOF两个阶段对散射晕的贡献，TOF阶段的散射晕形成要远多于在阱中的阶段。这项研究加深了我们对多体系统中散射过程的物理机制的理解，并为进一步的理论研究提供了新的视角。

à Preprint: arXiv:2412.17319

• 强相互作用一维晶格D能带碰撞散射

摘要：光晶格中的激发能带为研究量子模拟和多体物理提供了一个重要维度，因此测量强相互作用下高能带的散射动力学至关重要。本文通过实验和理论研究了一维光晶格D带中⁶Li₂分子玻色-爱因斯坦凝聚体的碰撞散射，其中相互作用强度可通过Feshbach共振直接调节。我们发现强相互作用区间内D带寿命明显依赖于相互作用强度，散射截面与散射长度的平方成正比。通过测量最大寿命随晶格深度的变化，揭示了相互作用在不同阱深下的影响。我们还研究了不同相互作用强度下D带分子的散射通道，并结合二次散射建立了一个可靠的两体散射速率方程。这项工作深入研究了光晶格中高能带玻色子的相互作用和碰撞散射之间的关系，为研究高能带晶格系统中的强关联效应奠定基础。

à Preprint: arXiv:2412.07496

• 强相互作用分子Talbot干涉仪

摘要：作为动量分布在时域的周期性复制，Talbot干涉仪在多个研究领域中都有重要的应用。然而，衍射和干涉过程中粒子间的相互作用会引入许多多体物理问题，导致非常规的干涉特性。本工作通过实验和理论研究了相互作用对于一维光晶格中⁶Li₂分子玻色-爱因斯坦凝聚体的Talbot干涉仪的影响，观察到信号复现的周期和幅度对相互作用强度的明显依赖性。虽然相互作用增加了信号的衰减率并提前了复现时间，但我们发现在很宽的相互作用范围内，Talbot干涉仪在一定的演化时间尺度内仍然高度有效，包括分数Talbot干涉的情况。这项工作深入了解了光晶格中相互作用与时间Talbot干涉的相干特性之间的相互作用，为研究强相互作用系统中的强相干系统铺平了道路。

à 相关论文： Physical Review A109,043313(2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.109.043313

Preprint: arXiv:2402.14629