重大突破!我国科学家量子模拟研究首次观测到费米超流中的熵波临界发散
近日,中国科学技术大学潘建伟院士团队等与澳大利亚科研团队合作,首次在处于强相互作用极限下的费米超流体中观测到了熵波衰减的临界发散行为,揭示了该体系存在着一个可观的相变临界区,并获得了热导率与粘滞系数等重要的输运系数。
该项工作为理解强相互作用费米体系的量子输运现象提供了重要的实验信息,是利用量子模拟解决重要物理问题的一个范例。这一成果日前在国际学术期刊《科学》上发表,为利用该体系开展进一步的量子模拟研究,从而理解强关联费米体系中的反常输运现象奠定了基础。
80多年前,朗道建立了两流体理论,并预言了熵或温度会以波的形式在超流中传播,这种传播他命名为第二声(second sound)。这种现象只在超流体中会发生【超导现象是指电流可以没有阻力(电阻)的在超导体中流动,而类似的,超流现象指的就是超流体可以没有阻力(粘滞力)的流动】,超流是一种宏观量子现象,从前在包括液氦和超冷原子体系中都观测到过熵波的第二声传递现象,但是传递的动力学过程一直没有办法测量。
量子模拟的核心目标就是利用精确可控的人造量子系统对一些在现实条件下难以操控的复杂量子多体系统的基本规律进行有效模拟,从而对经典计算机无法解决的重要物理问题进行高效求解,为发现普适的物理规律提供思路和验证。
科研团队介绍,这个工作首先实现了一个具有代表性的人造量子系统的精确制备:约1000万个强相互作用的费米锂原子被冷却到极低温下(绝对零度附近),此时他们形成了一种奇特的宏观量子物态——费米超流体。
进一步的,科研人员实现了对费米超流体各项参数的精确测控,研究了熵或者温度是如何在费米超流体中进行传递的,这样一个物理问题。实验结果除了验证了朗道的理论预言,即温度会以波动的形式在超流体中传播,还定量地观测了熵波传播的动力学过程,首次获得了熵波的衰减率。
据了解,理解强相互作用的费米子体系的基本规律是物理学(包括天文物理、凝聚态物理、高能物理、原子分子物理)研究中最为重要的一个科学问题之一。此次科研成果首次获得了强相互作用费米超流的动力学输运系数,可以对费米超流在低能下的动力学行为进行全面的表征。这样一个普适性的规律将有望被推广到其他的强相互作用的费米子体系,比如中子星,夸克胶子等离子体等。
此外,科研团队还观测到了熵波的衰减率和热导率在超流相变附近的临界发散现象,并由此得到了一个令人激动的实验结果——超冷原子费米超流的相变临界区比液氦超流的相变临界区大了约100倍(临界区太小,意味着无法进行系统性的实验研究)。
这个发现意味着可以对量子临界区的物理现象,如输运系数随温度的变化规律,开展定量的量子模拟研究,为理解强相互作用费米体系的反常量子输运现象奠定了基础。
《科学》杂志的审稿人对该工作给予了高度评价,称该项工作"展示了令人惊叹的,实验的杰作","这是一篇极为出色的论文","该工作有望成为量子模拟领域的一项里程碑"。
来源:央视新闻
更多精彩内容,请在应用市场下载"晨视频"客户端。欢迎提供新闻线索,一经采纳即付报酬。爆料微信关注:xxcbwx,24小时报料热线0731-85571188。
吸引力法则与潜意识的结合,用潜意识帮你解决问题的5个步骤我们在工作和生活中有时会碰到一些问题,一时让人无法解决。遇到这种情况你可以先去做别的事,或者是休息一下,带着你的问题睡一觉,说不定你就有办法了。把你的问题交给潜意识,这或许是你最好
吸引力法则技巧开发自己的财富吸引力,潜意识训练的3个步骤我们有各种目标梦想和愿望。有的人既有毅力也有财力,他们似乎离成功不远了,可是他们的事业还是会受到巨大的挫折,甚至是一败涂地,他们的一切计划都泡了汤。这背后的原因是什么呢?我们也许可
几何一个影响人类几千年的学科可能没有任何学科或者知识有几何对人类的影响大。到了现代,甚至我们强迫上学的小学生中学生学习几何知识。几何是不是培养了我们的心智,似乎科学家也没有深入研究。但有一点是肯定的,人的逻辑
低气压环境下的电子元器件可靠性分析一低气压环境在地球引力作用下,空气依附在地球周围,形成大气层,大气层从地面一直向上延伸到数百公里高空。地球的引力使空气具有一定重量形成大气压力,在某高度上的大气压力,是该点以上垂直
电子元器件检测实验室测试仪器设备解决方案在电子电路中,除了接触最多的电子元器件(例如电阻,电感,电容,二极管,三极管,集成电路等)以外,还有其他常用电子元器件,如电声器件,开关及接插件等。电子元器件的检测是家电维修的一项
隐形轰炸机弹舱设计有多讲究?左轮手枪式挂弹,布置方式超出想象轰炸机以航程远,载弹量大著称,是大国空军不可缺少的一只重拳。不过在隐形轰炸机出现之后,由于不能在机翼下布置挂架了,如何让它在有限的弹舱内继续保持大载弹量,充当炸弹火车,颇让航空设计
国家利益杂志俄锆石导弹无需炸药也能摧毁敌舰据共青团真理报报道,,美国国家利益杂志称,即使没有炸药,俄罗斯的锆石导弹也能摧毁敌舰。文章作者是著名军事专家彼得苏休(PeterSuciu)。他强调,导弹会凭其速度对敌舰造成严重破
数据分析客户数据分类1。身份数据姓名性别年龄种族地址手机指纹心率体重设备类型身份ID2。历史数据教育职业犯罪记录媒体曝光出版物奖项协会会员信用评分法律事务贷款离婚旅行地方3。倾向偏好设置业余爱好政党社
餐饮巨头崩了!股价狂跌77!200家门店关闭求生?来源中国基金报作为连锁火锅第一股的呷哺呷哺小火锅不香了吗?据了解,由于部分门店存在严重的选址错误,呷哺呷哺将关闭200家亏损门店,断臂止血。因存在严重选址错误呷哺呷哺将关闭200家
残忍的是买卖,而不是粤菜,全国人,请拒绝这些所谓的伪粤菜引言广东人会吃,这在全国都是非常有名的,留下了天上飞的,地上跑的,水里游的,没有广东人不吃的之笑谈。今天,小编就带大家挑出几大类在所谓的广东菜中最应该被抛弃菜单。为什么?很简单,太
我的天体力学剖析10多年前我通过多年研究,发觉地心是空的,不仅空心而且还是个较大真空球。宇宙中还是固态星球都是空心的,不仅空心而且还是个真空球,地心引力的大小与真空度有关。我的这一假说当时无人相信