物理学家聪明的实验表明量子系统中的复杂振荡如何随着时间的推移简化了

声子分布

声子分布是复杂的(上曲线),然后随着时间简化为高斯钟形曲线(下曲线)。资料来源:S. Sotiriadis / Freie Universität Berlin

通过聪明的实验,物理学家已经表明,在一维量子系统中,振动或声子的最初复杂的分布可以随时间变化为简单的高斯钟曲线。实验发生在维也纳理工大学,而理论考虑因素由弗赖德大学柏林和HZB的联合研究小组进行。

量子物理学允许在原子水平上从盐晶体到中子恒星的各种许多粒子系统的行为进行陈述。在量子系统中,许多参数没有具体值,而是通过具有某些概率的各种值分布。这种分布通常采用简单的高斯贝尔曲线形式,该钟表也遇到了古典系统中,例如Galton Box实验中的球的分布。但是,并非所有量子系统都遵循这种简单的行为,有些可能偏离由于互动引起的高斯分布。

Jens Eisett教授博士·埃索特博士在弗里埃斯·柏林和赫尔默尔斯塔尔·柏林的理论物理上领先一个联合研究小组,认为,一旦互动减少了这种偏差随着时间的推移,并且成为高斯分布。现在他已经通过实验证实了这一假设。

为此,柏林团队与一群由教授的一组实验物理学家兼职,由JörgSchmiedmayer教授在维也纳理工大学。Schmiedmayer和他的小组成员,特别是Thomas Schweigler博士,准备了一个所谓的Bose-Einstein冷凝水:这是一个由几千个铷原子组成的量子系统,这些系统在帮助下局限于一维配置磁场和冷却附近绝对零度(50纳科尔文)。

“维也纳集团创建了一种合成量子系统,其中可以特别大幅观察到声子的分布”博士,研究和博士与Jens Eisert的博士博士。测量数据最初表示声子的复杂动态。但随着时间的推移,复杂性失去了,分布带来了高斯钟曲线的形状。

“事实上,我们可以在这里看到高斯分布如何随着时间的推移而出现。自然通过其物理法律“评论Jens Eisert,全部发现了一个简单的解决方案。

对于执行的实验是唯一的,因为随着时间的推移,系统摇摆回到更复杂的分布,表明可以再次检索复杂状态的签名。“我们精确地了解为什么它摇摆回来以及它取决于”,Gluza解释道。“这向我们展示了一些关于系统的隔离,因为有关签名的信息从未离开过系统。”

艾瑟特教授在这篇短文中向更广泛的读者描述了他的研究结果:

简单的出现

自然,因为我们遇到它无可归因的特征具有丰富的现象。物理学是描述这种现象的主要任务。它为其提供了模型,并在基本法律方面捕捉了物理世界。它旨在了解成员如何互动以及这些互动的紧急性能产生。量子物理学是我们今天可用的最佳物理理论,以描述基本层面的性质。因此,在一种方式或其他方面,这些交互系统将最终遵循量子理论内的动态定律。就是鉴于物理模型,也就是说,量子物理学将预测所考虑的系统将如何及时发展。

现在引人注目,非常简单的模型恰好描述了一大堆物理情况。这些是所谓的高斯状态和模型。虽然这可能是摘要的,但是可以说高斯状态在简单的高斯分布方面描述了在给定时间的物理情况。这些是一种分布,因为它们在统计和自然界中都是无处不在的。分布在我们曾经从十个德意志标记账单的旧笔记中了解。实际上,可以通过这种高斯量子状态来描述相互作用的物理系统,以非常好的近似。这一切都很好,但这些洞察似乎错过了一个解释如何在过去互动的量子系统最终结束了这种高斯状态。简单来自哪里?

理论上的工作已经长期预测“高斯化”的概念,因此物理系统动态地移动到高斯状态。事实上,弗赖夫大学的Jens Eisert在理论上早于2008年就提出了类似的现象。但实验证据缺失。现在,维也纳技术大学的研究人员 - 由弗里埃斯克·格鲁萨和斯科斯特·斯托里亚迪斯(Jens Eisert)在内的FreieUniversität柏林的团队理论上支持,并由Jens Eisert领导 - 已经尝试了Quantum Systems最终接近高斯量子态的问题。这个问题植入并与问题有关,这些问题是如何最终出现的量子统计机械。将原子放置在精确设计的芯片顶部冷却至极低的温度,该团队能够接近这一长期存在的问题,这已经在极其准确的实验条件下困扰了量子力学的预先生。

实际上,在该实验中,如高斯状态所描述的那样,将平衡性能进行动态,准确地被准确地监测。经过一段时间,也就是说,一个遇到在简单的情况下自然发现自己的自然,一个由简单的物理法捕获的一种:简单地动态出现。

参考:“量子数量衰减和复发的量子数量有关”托马斯·施韦勒,Marek Gluza,Mohammadamin Tajik,Spyros SoTiriadis,Federica Cataldini,Si-Cong Ji,FrederikS.Møller,JoãoSabino,伯尔尼诺·罗尔,Jens Eisert和JörgSchmiedmayer,18月2021年,自然物理学
DOI:10.1038 / S41567-020-01139-2

1条评论在“物理学家聪明的实验”上表明量子系统中的复杂振荡如何用时间简化“

  1. 为什么“制备所谓的Bose-Einstein凝结物:”?

    是否存在对其存在有疑问?它应该被称为别的吗?

    邋slink;或量子厌恶?

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