来源:教育部科技发展中心 谭华海译自:phyorg.com网站
美国密歇根大学教授段鲁鸣(音译)和他的研究生魏轶(音译)在最近一期的《Physical Review Letters》杂志上发表论文,提出了一种在超冷费米气体中探测一种新的量子态——破缺对相的方法。段鲁鸣说:“物理中有非常多的系统,它们的作用也不一样,但是从原理上来看,它们非常相似。我们正在研究一种新的原理来帮助我们理解不同的系统。”破缺对相的概念最早是由诺贝尔奖获得者,MIT的Frank Wilczek提出的。破缺对相具有非常有趣的不规则性:在实际空间中,它们表现为均匀的激化超流体;但是在动量空间中却存在一个确定相移,这与简单的费米原子和分子凝聚态的混合不同。段鲁鸣认为对破缺对相的探测将推动我们对量子物理理解,以及找到新的量子相。
段鲁鸣说:“这是一个有趣的相,它能加深我们对不同物理系统的理解,包括强磁场中的超导体、高能物理中的奇异夸克物质,以及中子星中的超流核。这些系统看起来很不一样,但是它们背后的基本量子物理原理却极其相似。”
破缺对相是一种非玻色-爱因斯坦凝聚相,含有无能隙的费米激发。段鲁鸣和魏轶建议在超冷原子气中探测破缺对相是因为,超冷原子气非常利于控制,它为探测破缺对相提供了最优化的平台。虽然破缺对相目前还只是理论预言,但是提出了很好的方法来探测并最终证明它的存在性。他说:“我们是理论家,所以我们的任务实提出方法。我们的这篇论文就提出了探测破缺对相的方法。”
段鲁鸣和魏轶的方法是“测量少数自旋分量的动量空间密度信息”。因为破缺对相在动量空间中与其他的物理相不同,所以这个方法是可行的。少数原子的动量空间密度信息应该随着动量分布不是单调的,所以它将给出破缺对相存在信息,在其它量子相中不会出现这样的信号。另外,段鲁鸣和魏轶还认为这个方法可以区分出不同类型的破缺对态。
虽然破缺对相的存在性还没有被证实,但是段鲁鸣深信在实验上能观测到它。可能这样的实验并不简单,但是利用现有实验技术观测破缺对相是可能的。





