很神奇,它既是晶体又是超流体

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具有超流体性质的超固体固体材料,其中一种可以在零粘度下流动,已成为许多物理研究的焦点。超固体是物质的相互矛盾的阶段,其中两个不同的和有点相反的序列共存,导致物质既是晶体又是超流体。超刚性最初是在20世纪60年代末被预言的,并逐渐成为越来越多研究的焦点,引发了不同科学领域的争论。例如,几年前,一组研究人员发表了有争议的发现,他们发现这个阶段是固态的,但后来作者否认了这一点。

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这项研究的一个关键问题是,它没有考虑到蟑螂的复杂性,而且有时会产生不可靠的观察结果。此外,在原子中,相互作用通常是非常强和稳定的,这使得这个相更难发生。偶极量子气体位于固态氦等结构的另一端,因为它们是由气相中的超冷磁原子组成,气相冷却到微开尔文温度。因此,在这些气体中,原子间的相互作用很弱,但它们也很遥远,可以通过外部控制的磁场进行调节。由于量子气体的高度可调性,几年前量子气体在超固体理论中出现的频率越来越高。

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第一个实验是将气体耦合到光场。实验表明,这种状态具有超固体性质,但在这种状态下,固体仍然是不可压缩的。现在,三个研究小组(一个由Tilman Pfau领导的德国小组,一个由Giovanni Modugno领导的意大利小组,一个因斯布鲁克大学和Fur Quantenoptik und研究所,一个由Francesca Ferlaino领导的小组,磁性气体已经经历了超固态相变。

展示了两种自发密度调制(即,自发密度调制),晶体和全局相位相干性。值得注意的是,超固体性质确实来自裸粒子之间的相互作用,其具有强偶极 - 偶极贡献。在此基础上,Francesca Farlaino领导的一个研究小组进行了一项新的研究,以捕获偶极子超弹体的激发光谱并获得有趣的新观察结果。这项研究是揭示物质的超固体状态如何响应激发态的重要步骤。为了检测超固定性,重要的是要证明系统的超流体和结晶特性对干扰的反应不同。更一般地,在量子物理学中,任何系统都有自己的激励模式,描述其对干扰的响应。

例如,张紧的吉他弦仅在给定频率下作出反应,产生清晰的声音,并且受过训练的耳朵可以识别出它是特定音符,从而估计弦的特征。量子系统也是如此;激发光谱揭示了关于其内在特性的密切信息。因此,探索超弹性的激发态可以对这个有趣的阶段有一个新的更深入的理解。研究人员观察到的反应与超极体相关的理论预测是一致的,表明成功地观察到了超导体。发表在《物理评论快报》的研究论文专门研究了三维各向异性井中超流体和超固体之间的偶极玻色气体跃迁的基本激发光谱。

该研究通过研究系统对磁系统的响应向前迈出了重要的一步。一个反应系统可以告诉你很多关于系统本身的事情。考虑一个人扔石头进入系统的外部干扰就足够了。如果一个人将一块石头扔进海里或扔在墙上,反应将会大不相同。当然,这只是一个比喻。这项研究不是关于扔石头,而是系统的可压缩性。在这项研究中,科学家改变了外部磁场的值,基本上探索了雪茄形光阱中氦原子的量子气体的超固体激发模式。

在该实验装置中,密度调制沿井自发发生,同时系统保持在超流体状态。研究人员然后在与密度调制发生相同的方向上扰动陷阱,使整个系统处于激发状态。这导致不同的激发模式,其通过观察气体自身的物质波干扰(通过膨胀气体获得)模式随时间检测以检测模式的变化来检测。在这项研究中,科学家使用一种称为主成分分析的无模型统计分析方法来识别观察模式的时间演化的不同基本激发模式。最有趣的观察结果是在超固体中同时存在两个阶数(晶体和超流体)以获得基本激发光谱的显着特性。

过去的研究表明,在热力学极限(即无限系统)中,晶体和超流体特性的存在在激发光谱中产生两个分支,每个分支与单个阶相关联。这导致模态是晶体结构的振动或超流体流动。在这项研究中,研究人员在理论上和实验上都表明,超固体光谱的这一关键特征仅在少量晶体位点存在的情况下发生。在实验室系统中。在实验中已经观察到,当系统从传统的超流体变为超固体时,系统的全局磁响应将从一种模式变为几种模式,反映了系统中磁分支的多样性。

重要的是,当深入超固态时,一类激发态的能量减小,即,当相的超流体性质降低时,这种行为表征了在液滴阵列中诱导超流体流动的模式。虽然在玻色 - 爱因斯坦凝聚系统中,系统表现出共同的四极振荡,但在超固体系统中,产生了一种有趣的双频响应。该响应与系统的两个自发破坏的对称性有关。该研究为超弹体中超流体流动的可能性提供了证据,而其固体弹性是敏感的。然而,为了确定观测结果,研究人员还需要证明超流体的无旋转性,例如通过观察涡旋。

博科|版权所有Science X Network/Ingrid Fadelli,Phys

参考期刊《物理评论快报》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.123。

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具有超流体特性的超固体固体材料,其中一种可以零粘度流动,现在已成为许多物理研究的焦点。超弹性是物质的矛盾阶段,其中两个不同且稍微相反的序列共存,导致物质既是结晶又是超流体。 20世纪60年代后期首次预测超刚性,并逐渐成为越来越多研究的焦点,引发了不同科学领域的争论。例如,几年前,一组研究人员发表了有争议的调查结果,他们发现这一阶段处于固态,但后来作者否认了这一点。

本研究的一个关键问题是它没有考虑蟑螂的复杂性,有时会产生不可靠的观察结果。而且,在原子中,相互作用通常非常强且稳定,这使得该相更难以发生。偶极子量子气体位于结构的另一个极端,例如固体氦,因为它们由气相中的超冷磁原子组成,冷却到微开尔文温度。因此,在这些气体中,原子之间的相互作用很弱,但它们也很遥远,可以通过外部控制的磁场进行调节。由于量子气体的高度可调性,量子气体在几年前开始在超弹性理论中出现得更频繁。

第一个实验是将气体耦合到光场。该实验显示具有超固体特性的状态,但在这些状态下,固体仍然是不可压缩的。现在三个研究小组(由Gilvanni Modugno领导的意大利团队Tilman Pfau领导的德国团队,以及Francesca Ferlaino领导的因斯布鲁克大学和Institut fur Quantenoptik,磁性气体经历了超级固态变革。

展示了两种自发密度调制(即,自发密度调制),晶体和全局相位相干性。值得注意的是,超固体性质确实来自裸粒子之间的相互作用,其具有强偶极 - 偶极贡献。在此基础上,Francesca Farlaino领导的一个研究小组进行了一项新的研究,以捕获偶极子超弹体的激发光谱并获得有趣的新观察结果。这项研究是揭示物质的超固体状态如何响应激发态的重要步骤。为了检测超固定性,重要的是要证明系统的超流体和结晶特性对干扰的反应不同。更一般地,在量子物理学中,任何系统都有自己的激励模式,描述其对干扰的响应。

例如,张紧的吉他弦仅在给定频率下作出反应,产生清晰的声音,并且受过训练的耳朵可以识别出它是特定音符,从而估计弦的特征。量子系统也是如此;激发光谱揭示了关于其内在特性的密切信息。因此,探索超弹性的激发态可以对这个有趣的阶段有一个新的更深入的理解。研究人员观察到的反应与超极体相关的理论预测是一致的,表明成功地观察到了超导体。发表在《物理评论快报》的研究论文专门研究了三维各向异性井中超流体和超固体之间的偶极玻色气体跃迁的基本激发光谱。

该研究通过研究系统对磁系统的响应向前迈出了重要的一步。一个反应系统可以告诉你很多关于系统本身的事情。考虑一个人扔石头进入系统的外部干扰就足够了。如果一个人将一块石头扔进海里或扔在墙上,反应将会大不相同。当然,这只是一个比喻。这项研究不是关于扔石头,而是系统的可压缩性。在这项研究中,科学家改变了外部磁场的值,基本上探索了雪茄形光阱中氦原子的量子气体的超固体激发模式。

在该实验装置中,密度调制沿井自发发生,同时系统保持在超流体状态。研究人员然后在与密度调制发生相同的方向上扰动陷阱,使整个系统处于激发状态。这导致不同的激发模式,其通过观察气体自身的物质波干扰(通过膨胀气体获得)模式随时间检测以检测模式的变化来检测。在这项研究中,科学家使用一种称为主成分分析的无模型统计分析方法来识别观察模式的时间演化的不同基本激发模式。最有趣的观察结果是在超固体中同时存在两个阶数(晶体和超流体)以获得基本激发光谱的显着特性。

过去的研究表明,在热力学极限(即无限系统)中,晶体和超流体特性的存在在激发光谱中产生两个分支,每个分支与单个阶相关联。这导致模态是晶体结构的振动或超流体流动。在这项研究中,研究人员在理论上和实验上都表明,超固体光谱的这一关键特征仅在少量晶体位点存在的情况下发生。在实验室系统中。在实验中已经观察到,当系统从传统的超流体变为超固体时,系统的全局磁响应将从一种模式变为几种模式,反映了系统中磁分支的多样性。

重要的是,当超固体状态被穿透时,一类激发态的能量减少。也就是说,当相的超流体性质降低时,这种行为表征了液滴阵列中诱导的超流体流动的模式。尽管该系统在玻色 - 爱因斯坦凝聚系统中具有共同的四极振荡,但在超固体系统中发生了有趣的双频响应。该响应与系统的两个自发故障的对称性有关。该研究为超固体状态下超流体流动的可能性提供了证据,其固体弹性是敏感的。然而,为了确定观测结果,研究人员还需要证明超流体的非旋转性,例如通过观察涡流。

版权所有Science X Network/Ingrid Fadelli,Phys

参考期刊《物理评论快报》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.123。

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