Multipole degrees of freedom in physics of high-spin quantum atomic gases

Анотація

Наведено загальні аргументи на користь того, що квантові атомні гази взаємодійних високоспінових атомів є фізичною системою, в якій можуть проявлятися мультипольні (приховані) ступені свободи. Їх прояв відбувається при нелокальній міжатомній взаємодії. Для локальної взаємодії, що описується завдовжки розсіяння s-хвилі, мультипольні ступені свободи не проявляються. Щоб проілюструвати наші результати, теоретично досліджено явище конденсації Бозе–Ейнштейна у взаємодійному газі атомів зі спіном-1 у зовнішньому магнітному полі. Це дослідження засновано на інваріантному гамільтоніані SU (2), який має білінійну структуру в спінових та квадрупольних операторах разом зі скалярним членом. Показано, що залежно від умов, що накладаються на амплітуди взаємодії (умов стійкості), основний стан системи може мати три різні фази: квадрупольну, феромагнітну та парамагнітну. Основні термодинамічні характеристики, на які впливає прихований ступінь свободи, знайдено для всіх фаз.