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潘建伟的团队首次展示了一种全新的量子态。

    这一实验发现给超冷原子的量子模拟带来了新的机遇和挑战,为研究以高阶分数波相互作用为主的少体和多体量子物理铺平了道路。

    合肥,6月11日,《科学技术日报》(记者吴长峰)从中国科技大学获悉,潘建伟院士及其同事陈玉傲、姚兴灿及其合作者首次在玻色-爱因斯坦凝聚体中观察到了非常宽的D波势散射共振。并间接证明了D波分子超流的存在。这一实验发现给超冷原子的量子模拟带来了新的机遇和挑战,为研究以高阶分数波相互作用为主的少体和多体量子物理铺平了道路。最近,研究结果发表在国际学术期刊《自然物理学》上。

    粒子间的碰撞散射是一种基本而重要的相互作用。理论上,散射的量子理论可以用来描述宇宙开始时元素的生成或日常生活中的化学反应。根据散射波函数的对称性,散射过程可分为各向同性S波、各向异性P波和各向异性D波。与S波散射相比,以高阶分数波为主的量子多体系统表现出更为有趣的现象。然而,由于高阶分数波散射过程的复杂性,理论计算所需的资源远远超过经典计算的能力,严重制约了对相关物理现象的理解。

    研究小组首次在玻色-爱因斯坦凝聚体中观测到一个非常宽的D波位势共振。他们发现,在散射共振附近,玻色-爱因斯坦凝聚体的寿命仍然是数百毫秒,比多体系统的平衡时间要长得多。因此,D波共振有三个关键要素:超冷、宽共振带宽和长寿命,为基于D波相互作用的量子模拟提供了良好的平台。

    进一步的研究表明,当扫描磁场以一定的速率通过共振点时,原子与D波分子之间实现了相干变换,自发地发生了长寿命的集体激发振荡。通过仔细测量频率、振幅、原子序数与扫描磁场速率的关系,研究小组证明,系统中已经存在大量的超冷D波分子。

    结果表明,D波分子已经形成了一种新的量子态,即D波分子超流体,这为D波分子超流体的研究奠定了基础。

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发布时间:05:58:50

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