近期，来自德国汉堡大学的科学家成功地对光晶格中高布洛赫能带超冷Feshbach分子的奇异二聚体进行了成像，有望为新形式超流的研究提供帮助。该成果于3月20日发表在《自然·物理学》杂志上。
玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）与巴丁-库珀-施里弗（BCS）超流是成对费米子系统基态的两个极限。量子气体系统为这两个极限之间的过渡行为（BEC-BCS交叉）提供了一个独特的实验平台。迄今为止，对这一过渡行为的研究往往集中在基于近谐波的光学势阱系统，而对光晶格中的BEC-BCS交叉行为的研究不仅稀少，而且往往受限于仅涉及局部s轨道的最低布洛赫带。
来自汉堡大学的Yann Kiefer、Max Hachmann和Andreas Hemmeri在光晶格的第二个布洛赫带中制备出了基于费米子原子的超冷Feshbach分子。Feshbach分子是处于解离极限以下的最后束缚态中的原子对。借助于Feshbach共振，它们可以通过快速绝热地改变散射长度来形成。为了区分Feshbach分子和光学晶格第二布洛赫带中的未配对原子，三位学者使用了一种与质谱技术类似的简单成像方法，能够精确地测量Feshbach分子的寿命和结合能。研究发现，在深层晶格势的强约束情况下，即使散射长度为负值，也有束缚的Feshbach分子产生，超越了已有的在最低能带发现Feshbach分子的这一结论。
这一研究成果有望为新形式超流的研究提供帮助。已经有研究表明，第二布洛赫带中的凝聚玻色原子具有手性，甚至可以拥有拓扑激发。如果使用由费米子原子组成的Feshbach分子来代替玻色子原子，就会出现一种极其有趣的新可能性：如果最初的正散射长度在Feshbach共振的帮助下被绝热地减谐到负值，那么吸引性结合的库珀对就会从排斥性结合的分子中产生。那么，具有超越传统BCS理论的奇异特性的新形式的超流就有望出现。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41567-023-01994-9
报道链接：
https://www.physik.uni-hamburg.de/en/ilp/hemmerich/scientific-news/2023/imaging-exotic-dimers.html
由原子（左）、原子和分子（中）、分子（右）组成的光晶格中第二布里渊区近似均匀的布居数。