16:58 2022-05-27
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Observarea statisticilor de excludere fracționată în materie critică cuantică
_ Observarea statisticilor de excludere fracțională în materie critică cuantică
Un sistem cuantic format dintr-un număr mare de particule microscopice se supune legilor statistice la nivel macroscopic. În natură, există două tipuri de particule cuantice microscopice. Unul este bosonul care satisface statisticile Bose-Einstein, iar celălalt este fermionul care satisface statisticile Fermi-Dirac.
Cu toate acestea, pentru sistemele cuantice care interacționează, astfel de două tipuri de statistici nu sunt singurele forme de cuantică. statistici. De exemplu, statisticile anyonice pot apărea în electroni bidimensionali (2D). În 1991, câștigătorul Premiului Nobel pentru Fizică F. D. M. Haldane a propus un nou concept de statistică de excludere fracțională (FES), care este o distribuție statistică generalizată, distribuțiile Bose și Fermi fiind cele două cazuri limită ale sale. În 1994, fizicianul Yongshi Wu și alții au studiat proprietățile termodinamice ale sistemelor care satisfac FES. Ulterior, teoria FES a fost folosită pentru a efectua studii teoretice privind efectul Hall fracționar, gaze cuantice, modele de spin, anyoni și multe alte probleme cuantice cu mai multe corpuri. Cu toate acestea, observarea FES în experimente realiste rămâne încă provocatoare și rară.
Gazele Bose unidimensionale cu interacțiune respingătoare au devenit o platformă importantă pentru studiul experimental al fizicii cuantice a mai multor corpuri în ultimii ani. S-a demonstrat teoretic că astfel de gaze satisfac FES reciproc în spațiul de cvasi-impuls. Cu toate acestea, cuplările dintre diferite cvasi-momente fac foarte dificilă obținerea unei relații directe între mărimile fizice măsurabile și parametrul statistic.
Recent, Xibo Zhang și colegii săi au descoperit că pentru gazele Bose cuantice 1D și 2D în regimul critic cuantic, cuplările dintre cvasi-momente devin mai degrabă locale și apare un FES simplu, non-mutual. Ei au stabilit o corespondență simplă între puterea interacțiunii și parametrul statistic. Pe baza calculelor teoretice, a simulărilor cuantice numerice Monte Carlo și a măsurătorilor experimentale, cercetătorii au confirmat că entropia critică per particulă și alte cantități termodinamice sunt determinate de cele ale particulelor care nu interacționează care se supun FES.
Acest studiu. nu numai că oferă o imagine fizică simplă cu dovezi teoretice, numerice și experimentale pentru apariția FES în sisteme cuantice care interacționează, dar oferă, de asemenea, noi perspective și o metodă nouă pentru înțelegerea comportamentului critic al sistemelor cuantice cu mai multe corpuri mai complexe, cum ar fi ca gaze cuantice cu simetrii SU(N) etc.
Cercetarea a fost publicată în National Science Review.
Comentarii:
Adauga Comentariu