全新量子物態(tài)是什么？全新量子物態(tài)具體內(nèi)容

　　新量子物態(tài)示意圖

　　得益于系統(tǒng)的純凈性以及豐富的操控與探測(cè)技術(shù)，超冷原子量子模擬為解決這些難題提供了全新的工具。例如，利用原子之間的s波散射共振，我們可以精密地調(diào)節(jié)超冷原子之間的相互作用強(qiáng)度與形式，從而實(shí)現(xiàn)玻色超新星，量子煙花等新奇的量子現(xiàn)象以及費(fèi)米超流和超冷分子等重要的量子物態(tài)。然而，由于理論和實(shí)驗(yàn)層面上的困難，更重要的高階分波共振的研究目前仍少有開展，其中主要存在著如下幾個(gè)難題：1)量子簡(jiǎn)并下的超冷原子往往沒(méi)有足夠的動(dòng)能穿越高階分波的離心勢(shì)壘，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)強(qiáng)的相互作用;2)高階分波共振通常都極窄，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)手段無(wú)法利用它精確的控制原子之間相互作用;3)原子團(tuán)在共振附近的壽命很短，無(wú)法開展有效研究。

　　在該項(xiàng)工作中，研究團(tuán)隊(duì)首次在玻色-愛(ài)因斯坦凝聚體中觀測(cè)到了一個(gè)極寬的d波勢(shì)形共振。他們發(fā)現(xiàn)，在散射共振附近(強(qiáng)相互作用區(qū))，玻色愛(ài)因斯坦凝聚體的壽命仍高達(dá)數(shù)百毫秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于多體系統(tǒng)的平衡時(shí)間。因此，該d波共振同時(shí)具備超冷、寬共振帶寬、長(zhǎng)壽命三大要素，為基于d波相互作用的量子模擬研究提供了一個(gè)絕佳的平臺(tái)。在進(jìn)一步的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)掃描磁場(chǎng)以一定速率穿過(guò)共振點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了原子和d波分子之間的相干轉(zhuǎn)化，自發(fā)出現(xiàn)了長(zhǎng)壽命(秒量級(jí))的集體激發(fā)振蕩。

　　通過(guò)細(xì)致的測(cè)量該集體振蕩的頻率、振幅、原子數(shù)目與掃描磁場(chǎng)速率的關(guān)系，研究團(tuán)隊(duì)證明了系統(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)存在大量的超冷d波分子。雖然目前還缺乏對(duì)該d波分子進(jìn)行直接探測(cè)的技術(shù)，研究人員僅能通過(guò)對(duì)集體激發(fā)的擬合來(lái)得到d波分子的數(shù)目等信息，他們的初步結(jié)果明確表明這些d波分子已經(jīng)形成了一種全新的量子物態(tài)——d波分子超流。因此，該工作也為未來(lái)研究d波分子超流奠定了基礎(chǔ)。