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研究人员在相互作用的多体系统中观察动态量子相变
科技科学
王海
2017-08-25 20:34:11
[ 更新者-中华经贸网导读 ]  德国和奥地利的几个机构的研究小组已经开发出一种方法, 用于直接观察相互作用的多体系统中的动态量子相变。 团队描述了创建一个独特的冷环境, 在该环境下可以允许查看量

  德国和奥地利的几个机构的研究小组已经开发出一种方法, 用于直接观察相互作用的多体系统中的动态量子相变。 团队描述了创建一个独特的冷环境, 在该环境下可以允许查看量子相变。

  在可见的世界,相变是常见的。例如水转向冰,。大多数这些类型的转换都是由于温度的变化而发生的。但是物理学家知道, 由于能量的变化, 可能会发生其他类型的转变, 这是海森堡不确定原理所描述的。为了进行实验来测试这种转变, 研究人员通常必须将它们置于接近绝对零的条件下, 以防止热波动引起干扰。在这种实验中, 时间成为主要的过渡因子, 而不是温度。

  早在 2013年, 一组理论物理学家指出, 进化算子和分区函数之间似乎有相似之处。在热隔离的量子系统的演化过程中, 时间所扮演的角色, 与处于热平衡状态的系统的逆温度相等。他们的计算表明, 一个量子系统应该能够通过状态的变化, 在性质上相似的相变。在这一新的努力中, 研究人员已经证明了这一理论是正确的, 通过创建一个改进的横向场模型和操纵离子在冷环境中的旋转。

  更具体地说,研究小组利用冰箱里的磁场把10个钙40离子的弦固定在冰柜里,温度降到接近绝对零度。从一开始,所有的旋转都指向同一个方向。然后,团队随机地改变各自的自旋状态,将系统从平衡中移出,并观察发生了什么事——理论预测系统会随着时间的推移而回归到所有的自旋再次排列的点上;研究小组报告说,自旋点发生在预测的时代,证明理论是正确的。

  相信这一理论的证实将有助于更好地理解量子物质的行为和相变。

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