一维光晶格中的SU（N） 研究

由于碱土金属原子的冷却成功，目前一个比较热门的研究课题是碱土金属原子SU（N）性质研究。具体说来，由于Sr，Yb等碱土原子碰撞性质和核自旋无关。想象如果原子处于某一个自旋态，它是费米子，需要符合Pauli不相容原理。但是如果我们有不同自旋的混合其他，他们的性质一致，但是没有Pauli不相容原理的限制。这样他们的性质就表现出不同特点。

最近naturephysics（http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nphys2878）上就有这样一篇文章，研究Yb不同自旋态混合气体在一维光晶格中的性质《Aone-dimensional liquid of Fermions with tunable spin》。如下图，不同自旋混合其他制备在一维光晶格中。然后研究他们的性质。

第一个方面的性质是动量分布。如下图，当只有一个自旋态时，动量分布是由Fermi气体性质决定的。当增加自旋态，他们发现整个动量分布增宽。具体的计算很复杂，文中提供了一个定性的理解图像。如果两种自旋相互作用是无穷大，你可以看成和Pauli不相容原子类似，这样原子就会不能占据同一个动量态，必需占据其他动量态。当然他们之间的相互作用不是无穷大，但是还是会导致动量分布增宽。

文中另一个非常有趣的结果是Breathingmode的结果。量子简并其他BEC和DFG的Breathing mode是不同的。但是实验结果表面，当你增加自旋的种类，混合其他的Breathing mode结果越来越从单纯Fermi气体其他向Bose气体转变。这是一个自然的结果，想象如果每一个原子是一种不同的自旋，而碰撞性质也类似，它应该和Bose气体一致。不过实验结果还是很出乎意料，当有6种自旋时，气体的性质已经和Bose子性质非常一致了。