段路明研究組首次觀測(cè)到與多體激發(fā)態(tài)相對(duì)應(yīng)的動(dòng)力學(xué)量子相變
段路明研究組首次觀測(cè)到與多體激發(fā)態(tài)相對(duì)應(yīng)的動(dòng)力學(xué)量子相變
2020年02月04日 瀏覽次數(shù): 0
清華大學(xué)交叉信息研究院段路明教授研究組與徐勇助理教授合作，在基于鈉原子的玻色愛(ài)因斯坦凝聚體中，首次觀測(cè)到與多體激發(fā)態(tài)相對(duì)應(yīng)的動(dòng)力學(xué)量子相變。該成果論文《與激發(fā)態(tài)相圖相對(duì)應(yīng)的動(dòng)力學(xué)量子相變的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)》（Observation of Dynamical Quantum Phase Transitions with Correspondence in an Excited State Phase Diagram）近日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》（Phys.?Rev. Lett）上。
圖標(biāo)：實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到的動(dòng)力學(xué)量子相變與激發(fā)態(tài)相圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系
??? 相變是廣泛存在于宏觀物質(zhì)中的現(xiàn)象。調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)跨過(guò)相變點(diǎn)，物質(zhì)從一種相轉(zhuǎn)變成另一種相，即為相變，例如水在固液氣三態(tài)之間隨著溫度變化的轉(zhuǎn)變。在接近絕對(duì)零度時(shí)，量子效應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)作用，此時(shí)的相變稱為量子相變。它又可分為基態(tài)量子相變與激發(fā)態(tài)量子相變。區(qū)別在于前者關(guān)注基態(tài)性質(zhì)，后者關(guān)注激發(fā)態(tài)性質(zhì)。例如，在自旋等于1的反鐵磁旋量玻色愛(ài)因斯坦凝聚體中，隨著二階塞曼能量的改變，系統(tǒng)基態(tài)在極化態(tài)（polar phase）與反鐵磁態(tài)（antiferromagnetic phase）之間的轉(zhuǎn)變就是一種基態(tài)量子相變。上述相變著眼于平衡態(tài)物理。為了探究非平衡態(tài)物理，人們將“相變”的概念推廣至非平衡過(guò)程，即動(dòng)力學(xué)量子相變。當(dāng)系統(tǒng)受到擾動(dòng)后，其動(dòng)力學(xué)響應(yīng)在相變點(diǎn)兩邊表現(xiàn)出截然不同的性質(zhì)，這就是動(dòng)力學(xué)量子相變。
近年來(lái)，動(dòng)力學(xué)量子相變的研究成為熱門課題，動(dòng)力學(xué)量子相變與平衡態(tài)量子相變的關(guān)系也備受關(guān)注。目前，理論與實(shí)驗(yàn)研究均表明動(dòng)力學(xué)量子相變與基態(tài)量子相變并不總是存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系；也有理論研究表明動(dòng)力學(xué)量子相變與激發(fā)態(tài)量子相變有一定的關(guān)系，但仍缺乏實(shí)驗(yàn)證據(jù)。段路明教授研究組基于鈉原子玻色愛(ài)因斯坦凝聚體系統(tǒng)，通過(guò)精密的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，解決了系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)衰減問(wèn)題，利用微波對(duì)系統(tǒng)施加瞬時(shí)擾動(dòng)，首次在量子多體系統(tǒng)中觀測(cè)到與激發(fā)態(tài)相變對(duì)應(yīng)的動(dòng)力學(xué)量子相變。該實(shí)驗(yàn)同時(shí)表明量子淬火的動(dòng)力學(xué)方法可以用來(lái)測(cè)量激發(fā)態(tài)相圖。
該論文共同第一作者為清華大學(xué)交叉信息研究院博士研究生田天、博士后楊蒿翔，通訊作者為段路明教授、徐勇助理教授，其他作者包括交叉信息研究院博士研究生仇麗媛、梁海玉和楊炎彬。項(xiàng)目得到教育部、科技部以及清華大學(xué)的經(jīng)費(fèi)支持。
文章鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.043001
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開(kāi)發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com