严格可解的量⼦少体问题为探究复杂的多体物理现象提供了重要且可靠的途径。⼀个著名的例⼦是共振点处分⼦束缚态的⽣成为⾃旋1/2费⽶超流的BCS-BEC渡越奠定了基础，突显了该系统中主导的两体关联效应。那么⼀个⾃然的问题是，是否存在更奇异的量⼦少体态，从⽽可以在多体系统中诱导更新颖的少体关联效应和物理现象。
近年来超冷原⼦体系的快速发展为研究该问题提供了契机，特别是K-Li，Dy-K, Cr-Li等多种异核费⽶混合⽓的成功制备为该研究提供了实验条件。考虑由N个全同重费⽶⼦和⼀个轻原⼦组成的相互作⽤体系，轻原⼦的运动可以诱导重费⽶⼦之间的有效吸引，从⽽有助于形成（N+1）束缚态。这些束缚态具有⽐两体分⼦态更低的能量，从⽽在多体系统中将扮演更重要的⻆⾊，有希望诱导更新奇的少体关联效应。
但是理论表明，在三维空间中这些束缚态的产⽣⼀般要求较⾼的重-轻质量⽐，例如三聚体（N=2）要求这⼀质量⽐⼤于8.2，⽽四聚体和五聚体则要求更⾼。由于对质量⽐的极⾼要求，⽬前这类少体束缚还没有在冷原⼦实验中所观测到，其诱导的关联效应更⽆从谈起。
最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中⼼凝聚态理论与材料计算重点实验室崔晓玲研究员带领博⼠后刘瑞⾦和博⼠⽣彭程在该类问题的研究上取得了突破性进展。他们聚焦于⼆维的（N+1）异核费⽶体系，成功地得到了四体（N=3）和五体（N=4）问题的严格解，给出了对应少体束缚态出现的临界质量⽐。他们的计算表明，⼆维体系的临界质量⽐要远⼩于三维体系，从⽽可以被当前的多种异核费⽶混合⽓所实现。
此外，他们还得到了分⼦-原⼦相对坐标系中的⻆动量分解，并指出不同分解可以导致不同的重费⽶⼦动量空间分布。这些分布有明显的晶体结构，是纯粹由相互作⽤导致的⾃发对称破缺，代表了这类束缚态独有的量⼦关联特性。这⼀研究结果近期发表于Physical Review Letters 129, 073401 (2022).更进⼀步地，该团队研究了这类少体束缚态对费⽶极化⼦的影响。
之前研究表明，当杂质与费⽶海原⼦具有相同质量时，随着相互作⽤的增强可以导致极化⼦到分⼦的⼀阶相变，这也可以看作两体关联所主导的⼀种典型的多体效应。⽽对于不等质量的异核极化⼦体系，上⾯所提到的少体束缚态的产⽣⼜会诱导什么样的多体效应呢？是否会存在极化⼦到多聚体的量⼦相变？
针对这⼀问题，该团队采⽤基于⾼阶粒⼦-空⽳激发的变分⽅法，将两体、三体和四体关联统⼀全部包含于该变分波函数中，从⽽对⽐提炼出主导的少体关联通道。他们的计算结果表明，当重费⽶⼦与轻杂质的质量⽐⼤于三聚体的临界质量⽐时，将不会发⽣⼀阶相变，取⽽代之的是由极化⼦到多聚体缀饰态的⼀系列平滑渡越；在这⼀过程中，背景原⼦的粒⼦-空⽳激发呈现出对⻆或正三⻆的晶体关联特性，与对应的少体束缚态中的晶体关联相呼应。
他们还指出这些现象源⾃于三聚体和四聚体在动量空间所特有的⾼对称性，从⽽与两体分⼦态所诱导的物理有本质不同。
该研究结果近期发表于Cell Reports Physical Science 3, 100993(2022).以上两项研究表明异核费⽶混合体具有与⾃旋1/2费⽶体系完全不同的少体束缚态和量⼦关联性质，对基于Cooper pair的传统配对理论提出了巨⼤挑战，有希望在此基础上建⽴崭新的费⽶超流理论。
该研究得到科技部国家重点研发计划（2018YFA0307600）、国家⾃然科学基⾦委（12074419，12134015）和中国科学院先导专项（XDB33000000）的资助。