物理学家发现了一种拒绝加热的量子系统

超冷原子实验表明,强驱动的量子系统并不总是按预期升温。在日常生活中,一遍又一遍地做某件事通常会让事情变得更温暖。当你搓手时你可以感觉到它,当金属在锤子的反复敲击下加热时你可以看到它。 [...]

来源:SciTech日报

超冷原子实验表明,强驱动的量子系统并不总是按预期升温。

在日常生活中,一遍又一遍地做某件事通常会让事情变得温暖。当你搓手时你可以感觉到它,当金属在锤子的反复敲击下加热时你可以看到它。

即使没有正式的方程,经验也能告诉我们同样的教训:如果你不断推动、搅拌、按压或撞击一个系统,它的温度往往会升高。物理学家普遍期望在量子世界中出现类似的结果。当多个粒子系统被反复驱动时,特别是当粒子彼此强烈相互作用时,它应该吸收能量并逐渐升温。

但是这个规则总是成立吗,特别是对于量子物质?因斯布鲁克大学实验物理系 Hanns-Christoph Nägerl 小组最近的一项实验表明答案是否定的。

位于动量空间

在这项研究中,研究小组制备了一种由强相互作用原子组成的一维量子流体,冷却至仅比绝对零高几个纳开尔文。然后,他们将原子置于晶格势下,晶格势以快速、规则的爆发方式开启,这是用激光创造的周期性“踢动”景观。在这种稳定的驱动下,原子通常会随着时间的推移一起吸收能量,类似于蹦床上的两个孩子可能会被一个孩子的反复跳跃所推挤。

然而团队观察到了不同的情况。经过短暂的初始演化后,原子的动量分布停止扩散,系统的动能趋于稳定。尽管受到不断的踢击和强烈的相互作用,该系统不再吸收能量。它定位在动量空间中,这是一种称为多体动力学定位(MBDL)的显着现象。

稳定性植根于量子力学

量子相干性至关重要

DOI:10.1126/science.adn8625

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