根據今年發表的新研究，研究人員表明，可以有意創造一類不尋常的量子態，稱為「分數費米海」。 體檢信。這項工作是由 Nägerl 小組與 CNRS 和巴黎第九大學的理論物理學家 Alvise Bastianello 共同完成的。
該研究表明，當量子粒子遠離其正常平衡條件時，物質的新臨界相是如何形成的。研究人員利用限制在一維的超冷銫原子，反覆改變粒子之間相互作用的強度。由此產生的情況超出了著名的 Tomonaga-Luttinger 液體理論所預測的行為，該理論是理解一維量子系統的基礎。
該出版物為實驗物理系 Hans-Christoph Nägerl 小組最近進行的實驗研究提供了理論架構。
創建分數費米海
在非常低的溫度下，量子粒子通常遵循嚴格的規則來決定它們如何組織自己。正如阿爾維斯·巴斯蒂安內洛 (Alvise Bastianello) 所解釋的那樣：
「例如，費米子整齊地堆積成可用的能量狀態，形成所謂的『費米海』。但如果它迫使相互作用的原子不斷地在極端條件下循環，從相互強烈排斥到強烈吸引呢？”
研究人員發現，仔細重複這種相互作用循環會將原子從正常基態拉出，進入高度激發但高度有序的結構。這種狀態被稱為「分數」費米海，因為粒子似乎遵循減少佔據的規則。
這項研究的主要作者 Yi Zeng 表示：“相互作用循環不是加熱系統，而是將原子重新排列成新的多體狀態。” “這為我們提供了一種超越傳統平衡範式探索量子物質的受控方法。”
激發量子態中的隱藏秩序
新創建的國家表現出一些不尋常的特徵。粒子之間的數學相關性顯示出顯著的波（稱為弗里德爾振盪）以及波動相互作用的各個級別的特徵衰減行為。
也許最重要的是，這種狀態表現出的特性與人們對朝永-盧廷格液體的預期不同，而長期以來，這種液體一直是一維量子物質的標準描述。
「這種情況非常令人興奮，但它不是隨機的，」團隊負責人 Hanns-Christoph Nägerl 說。 “它有一個隱藏的順序，在其相關性中變得可見。”
他補充說：“我們仍然不確定應該如何稱呼這些新的準粒子。也許是‘超費米子’？”
物質的新臨界相
這些獨特的特徵顯示存在一個全新的、奇異的關鍵階段。這項發現提供了一種使用冷原子模擬器來研究普遍量子行為的新方法。
正如 Hanns-Christoph Nägerl 所說：“費米分數海的發現表明我們可以在量子模擬方面走多遠：不僅可以重現已知的模式，還可以創建和分析超出既定範式的情況。”
一篇描述透過量子模擬實驗實現費米分數海的補充論文正在審查中。
