您現在的位置: 首頁 >  媒體報道
媒體報道

【中國科學報】基于里德堡原子的多體自組織模擬實現

 

時間:2020-05-22
來源:中國科學報  【責任編輯:】
【字號:    

  中國科學技術大學郭光燦院士團隊在里德堡原子研究方向取得重要進展:該實驗室教授史保森、丁冬生與英國杜倫大學合作,實現了基于里德堡原子的多體自組織模擬,主要研究成果4月29日發表在《物理評論X》。 

  自然界有很多現象本質上遵循多體物理的演化規律,比如大樹如何生長、晶體如何自發生成、病毒細胞如何積聚并最終發展成病毒體以及通過社會網絡交互性感染人類等。這些由于多體相互作用產生的新物態服從一種自組織規律。自組織是指混沌系統在隨機識別時形成耗散結構的過程,它廣泛存在于自然界中,比如物理學中的相變和自發對稱性破缺現象、化學中分子自組裝和自催化網絡、生物學中蛋白質的自發折疊和動物的集群行為等。一個特別有趣和重要的現象是自組織臨界行為:系統被吸引到一個臨界點,在這個臨界點上,系統的行為發生了巨大的變化。自組織臨界是自然界中許多復雜性例子的核心,例如森林火災和病毒的傳播等等。因此,研究自組織臨界對于模擬自然界復雜的多體問題具有重要的意義。

  相較于稀薄的原子氣體,里德堡原子系綜中的原子之間相互作用要強得多,高極化率使得原子之間的偶極相互作用可以長達數微米。強的相互作用使得人們可以在室溫條件下的原子系綜中觀察到非平衡相變現象。采用傳統粒子數布局法探測基于里德堡原子非平衡相變的精度在幾百兆赫的數量級。史保森、丁冬生及其合作者提出了一種新的探測方法:通過里德堡原子的電磁誘導透明效應來觀測非平衡相變。相比于傳統方法將頻率分辨率提高了兩個數量級。進一步,他們測出了完整的相圖,同時觀測了臨界點附近的動力學行為,并揭示出以前沒有被觀察到的在弱驅動光條件下的光學響應和非平衡動力學中的時域譜特性。

  當一個相互作用范圍內的平均里德堡原子數量達到臨界值時,相變就會發生,系統就會從單體無相互作用相(NI-phase)到多體相互作用相(I-phase)渡越,反之亦然。由于測量的靈敏度在兆赫量級,他們可以探測臨界點附近系統的動力學演化行為,并且發現系統的演化服從冪指數函數。實驗結果和森林火災模型所預測的一樣,這給研究多體動力學中的基本物理開辟了新的道路。

  該工作得到了審稿人的高度評價:“這可能是迄今為止研究里德堡氣體中雙穩態行為最系統詳深入的報道”,“他們的研究結果不僅對里德堡研究領域甚至對其他領域都會產生很大的影響力”;“在我看來,本文的技術水平非常高,第一次精確地刻畫了里德堡體系的相圖”。

  相關論文信息:https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.10.021023 

 

導航
首頁
學部介紹
院士信息
院士大會
院士增選
智庫建設
出版物
學部工作局
動態
學部動態
媒體報道
咨詢評議
學術交流
科普活動
院士動態
專題
2019中科院院士增選
陳嘉庚科學獎
科學與中國
學術引領
科學人生·百年
院士文庫
緬懷院士
中科院第十八次院士大會
紀念學部成立60周年
院士口述故事
工具欄
院士郵箱系統
院士增選系統
學部咨詢項目管理系統
學部學科項目管理系統
院士退休信息報備系統
id_start124341id_end 手机上发广告能赚钱是真的吗 股神配资 学生如何从网上赚钱 看大盘走势 asg游戏理财平台 东方6+1开奖查询 贵阳捉鸡麻将怎么玩 湖南快乐十分组选三走势图表 六肖中特免费公开 地平线4手机版 上海时时乐开奖综合走势图