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明升体育app家首次在室温里德堡气体中观测到“时间晶体” |
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本报北京7月18日电 记者邓晖从清华大学获悉,该校物理系尤力教授团队与北京量子信息明升体育app研究院等国内外研究机构合作,首次在强相互作用的室温里德堡气体中,观测到了持续稳定的“时间晶体”信号。相关研究成果日前发表在《自然·物理》杂志上。
2012年,诺贝尔物理学奖得主弗朗克·维尔切克首次预言了“时间晶体”的存在,即处于“时间晶体”相的物理系统会随着时间不断地自我重复,呈现持续的周期性振荡行为。自此,关于“时间晶体”的讨论一直是量子多体物理的热点问题。然而,众多的理论分析指出,由于量子涨落,连续“时间晶体”相很难稳定地存在于处于平衡态的系统中。
据研究团队成员介绍,不同于传统的有限温体系,其研究所构建的系统是一种非平衡态系统,其中里德堡原子间的长程相互作用,相干的外场驱动,以及原子的自发辐射等耗散之间的协同作用,是“时间晶体”得以稳定存在的关键。这种特殊的“时间晶体”也被称为“耗散时间晶体”。
在此基础上,研究团队成员发现,在经过一个短暂的弛豫过程后,系统才在时间维度上建立起真正的长程序,形成稳定的时间晶格结构。研究团队还同时发现,观测到的振荡信号对外界噪声具有很好的抗干扰性,即使人为地添加很强的噪声,“时间晶体”相也不会完全被破坏。研究团队进一步揭示了该系统中形成“时间晶体”的另一关键机制:多种里德堡组分之间的相互竞争,并进行了实验验证。
团队成员表示,这一发现为深化理解“时间晶体”现象提供了一个强大的实验平台。让人们可以通过具体的物理系统来探究有关“时间晶体”的各种理论预言。正如水的三相点——气、液、固态的相变临界点可以被用于摄氏度零度的标定,“时间晶体”在临界点附近剧烈的物态变化,也为量子传感、量子精密测量等新兴技术领域提供了全新的思路。
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