Unconventional phases of attractive Fermi gases in synthetic Hall ribbons

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Ghosh, S.K.; Greschner, S.; Yadav, U.K.; Mishra, T.; Rizzi, M.; Shenoy, V.B.: Unconventional phases of attractive Fermi gases in synthetic Hall ribbons. In: Physical Review A 95 (2017), Nr. 6, No. 63612. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.95.063612

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Zusammenfassung: 
An innovative way to produce quantum Hall ribbons in a cold atomic system is to use M hyperfine states of atoms in a one-dimensional optical lattice to mimic an additional "synthetic dimension." A notable aspect here is that the SU(M) symmetric interaction between atoms manifests as "infinite ranged" along the synthetic dimension. We study the many-body physics of fermions with SU(M) symmetric attractive interactions in this system using a combination of analytical field theoretic and numerical density-matrix renormalization-group methods. We uncover the rich ground-state phase diagram of the system, including unconventional phases such as squished baryon fluids, shedding light on many-body physics in low dimensions. Remarkably, changing the parameters entails interesting crossovers and transition; e.g., we show that increasing the magnetic field (that produces the Hall effect) converts a "ferrometallic" state at low fields to a "squished baryon superfluid" (with algebraic pairing correlations) at high fields. We also show that this system provides a unique opportunity to study quantum phase separation in a multiflavor ultracold fermionic system. © 2017 American Physical Society.
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Publikationstyp: Article
Publikationsstatus: publishedVersion
Erstveröffentlichung: 2017
Die Publikation erscheint in Sammlung(en):Fakultät für Mathematik und Physik

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