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我國科學家在一維量子液體研究領域獲重要進展

2017-10-25 10:26:37 作者：本網(wǎng)整理來源：新華社分享至：

記者從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉教授及同事苑震生等人與中科院武漢物理與數(shù)學研究所管習文研究組合作，近期通過對光晶格中的超冷原子進行量子調控和測量，在國際上首次獲得了一維有限溫多體系統(tǒng)在經(jīng)典氣體和量子液體之間轉變的量子臨界性質，并通過測量其相位關聯(lián)觀測到了拉亭杰液體的冪定律關聯(lián)特性。國際權威學術期刊《物理評論快報》日前發(fā)表了該成果。

一維量子系統(tǒng)研究涉及納米線、納米管、線型冷原子陣列等多種物理材料，這些材料有望應用于納米光電、傳感、能源以及量子信息處理等技術領域。在這個研究領域，2016年諾貝爾物理學獎得主鄧肯·霍爾丹及其合作者建立了被稱為朝永—拉亭杰液體（TLL）的理論，預言了低溫下一維體系的超導性、贗長程序、自旋電荷分離等一系列物理特性。但由于實驗制備和調控一維量子系統(tǒng)難度極大，觀測預言的物理特性及一維量子臨界現(xiàn)象一直是國際物理學界的重大挑戰(zhàn)。

針對這些問題，我國科學家聯(lián)合研究團隊創(chuàng)造性地搭建了新的實驗系統(tǒng)，開發(fā)了獨特的量子調控技術。他們通過產(chǎn)生均勻冷原子勢阱巧妙地制備了一維超冷原子系綜，通過高分辨原位成像技術精確地測量了一維原子線密度，引入原子再聚焦方法測量了原子動量空間分布，首次實驗觀測了TLL特有的性質——關聯(lián)函數(shù)隨著距離按照冪指數(shù)衰減。通過對實驗觀測的原子密度分布數(shù)據(jù)進行分析，他們提取了體系壓強、熵密度、比熱和壓縮率等熱力學量，推導出其遵循的普適規(guī)律。

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責任編輯：殷鵬飛

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