科学家首次在新维度条件下实现量子气体的超固体
作者头像
  • planeplane
  • 2021-08-19 00:00:00 3045

量子物理学的最新进展揭示了物质微观行为的奇妙现象。研究人员在实验室中实现了对极低温气体云内单个粒子的精确操控,从而揭示了在现实世界中难以观测的现象。特别是玻色-爱因斯坦凝聚中,单个原子呈现出完全离域状态,意味着在凝聚体的任意时刻,每一点上都相同地存在原子。

两年前,由因斯布鲁克大学实验物理系的Francesca Ferlaino教授带领的研究团队,在磁性原子的超冷量子气体中首次实现了超固态。磁性相互作用导致原子自组织形成液滴,并按照有序模式排列。这一发现颠覆了传统认知,即每个原子被锁定于特定液滴,无法互相渗透。实际上,每个粒子在所有液滴上均呈现离域状态,同时存在于每一个液滴中。由此形成了一套高密度区域网络,所有区域共享相同的离域原子,这种现象表现出独特的无摩擦流动特性。

研究者Matthew Norcia指出,尽管存在空间秩序,超固态的奇异结构能够产生类似无摩擦流的效果。在过去的探索中,量子气体中的超固态仅限于沿着单一方向的一串液滴。然而,通过与汉诺威莱布尼兹大学的理论学家Luis Santos及因斯布鲁克大学的理论学家Russell Bisset的合作,研究团队已经将这一现象扩展到了二维空间,形成了多行液滴的系统。这种发展不仅在数量上有所提升,更重要的是,它极大地拓宽了研究的视野。

在二维超固体系统中,研究者可以深入探讨漩涡如何在相邻水滴间的空隙中形成,这一过程具有潜在的科学价值。Francesca Ferlaino教授对此充满期待,她指出尽管理论描述的涡旋尚未得到实验证实,但它们预示着超流体的重要成果。

超固体作为一项新兴且迅速发展的研究领域,其理论预言早在50年前就被提出。在经过多年的理论和实验研究之后,首次在超冷量子气体中的磁性原子中成功创造出超固体,这是磁性原子强极性及相互作用特性带来的独特机遇。这一突破性的进展不仅丰富了量子物理学的理论框架,也为探索物质的量子力学性质开辟了新的途径。

    本文来源:cnBeta
责任编辑: : planeplane
声明:本文系图灵汇原创稿件,版权属图灵汇所有,未经授权不得转载,已经协议授权的媒体下载使用时须注明"稿件来源:图灵汇",违者将依法追究责任。
    分享
维度量子固体气体科学家条件实现
    下一篇