精密測量院在超冷費(fèi)米氣體非平衡動(dòng)力學(xué)研究方面獲進(jìn)展

2024-07-09 10:56:12精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院閱讀量：191      我要評論

　　近日，中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院江開軍研究團(tuán)隊(duì)在超冷費(fèi)米氣體非平衡動(dòng)力學(xué)研究方面取得進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)制備了球形幺正費(fèi)米氣體，發(fā)現(xiàn)了體系在自由飛行過程中的動(dòng)力學(xué)演化滿足標(biāo)度不變性，并通過測量呼吸模式證明了體系具有SO(2,1)對稱性。

　　幺正費(fèi)米氣體的s波散射長度趨近無窮大，為標(biāo)度不變體系。當(dāng)這種氣體被裝載到一個(gè)各向同性的偶極勢阱時(shí)，體黏度和剪切黏度對體系自由膨脹過程的影響會(huì)消失，而體系展現(xiàn)出全方位的標(biāo)度不變膨脹行為。同時(shí)，對勢阱中的體系而言，其哈密頓量滿足SO(2,1)李代數(shù)關(guān)系。這預(yù)示著體系擁有一些獨(dú)特的集體激發(fā)模式。研究球形幺正費(fèi)米氣體的動(dòng)力學(xué)行為對探討強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系中的非平衡動(dòng)力學(xué)演化較為重要，但在實(shí)驗(yàn)上制備這樣的氣體卻頗有挑戰(zhàn)性。

　　該研究利用兩束橢圓激光來構(gòu)建各向同性的光偶極阱。研究通過三透鏡系統(tǒng)和PID控制系統(tǒng)對光阱的非球度進(jìn)行調(diào)控，利用特定的梯度磁場來消除重力的影響。進(jìn)一步，研究借助磁場Feshbach共振技術(shù)，調(diào)控原子間的相互作用強(qiáng)度，使體系進(jìn)入幺正區(qū)域。在獲取6Li原子簡并費(fèi)米氣體后，研究利用光阱轉(zhuǎn)移技術(shù)將費(fèi)米氣體轉(zhuǎn)移到各向同性的光偶極阱中，并通過蒸發(fā)冷卻獲得超低溫的球形幺正費(fèi)米氣體。

　　研究顯示，在自由膨脹實(shí)驗(yàn)中，球形幺正費(fèi)米氣體展現(xiàn)出獨(dú)特的標(biāo)度不變性。這種性質(zhì)不依賴方向和溫度條件，亦是各向異性體系不具備的。測量發(fā)現(xiàn)，體系在不同溫度下的內(nèi)能和勢能相等，這驗(yàn)證了幺正費(fèi)米氣體的維里定理。研究觀察了體系的呼吸模式，發(fā)現(xiàn)了其振蕩頻率恰好為囚禁頻率的兩倍，且模式的衰減率低，這為體系具有SO(2,1)對稱性提供了實(shí)驗(yàn)支持。研究測量了標(biāo)度不變性被破壞時(shí)體系的自由膨脹行為，并在BEC-BCS渡越區(qū)間獲得了連接化學(xué)勢與原子密度的有效指數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與平均場理論計(jì)算定性一致。

　　該研究揭示了球形幺正費(fèi)米氣體的標(biāo)度不變性，并對具有SO(2,1)對稱性的三維超冷費(fèi)米氣體開展了實(shí)驗(yàn)研究，為研究具有共形不變性體系的非平衡動(dòng)力學(xué)行為奠定了基礎(chǔ)。

　　相關(guān)研究成果被遴選為編輯推薦文章，以Scale Invariance of a Spherical Unitary Fermi Gas為題，發(fā)表在《物理評論快報(bào)》(Physical Review Letters)上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目等的支持。

球形幺正費(fèi)米氣體示意圖

上一篇：寧波材料所在用于生物傳感的離子導(dǎo)電水凝膠材料研究方面取得進(jìn)展

下一篇：新成果：世界首套超快掃描電子顯微鏡系統(tǒng)問世

版權(quán)與免責(zé)聲明：1.凡本網(wǎng)注明“來源：化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-興旺寶合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。 2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。 3.如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。

全部評論

昵稱驗(yàn)證碼匿名