中新社合肥12月25日電 (記者 吳蘭)禁閉是一類非常有趣的物理現(xiàn)象。中國科學(xué)家近日首次觀測到準(zhǔn)粒子禁閉到非禁閉之間轉(zhuǎn)化的微觀動力學(xué)過程，發(fā)現(xiàn)調(diào)控其禁閉與非禁閉狀態(tài)的開關(guān)密碼。
這一在超冷原子量子模擬實驗研究中取得重要進(jìn)展的研究成果，近日發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然·物理學(xué)》(Nature Physics)上。該成果由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、苑震生等與合作者聯(lián)手獲得。
苑震生在25日接受采訪時說，近年來，超冷原子量子模擬器的出現(xiàn)為研究禁閉問題提供了新的手段，但仍面臨在理論上缺乏產(chǎn)生有效外電場的可行方案，在實驗上缺乏產(chǎn)生和測控準(zhǔn)粒子態(tài)單格點原位調(diào)控技術(shù)的兩個重要困難。
當(dāng)前，夸克禁閉為人們所熟知。雖然夸克是組成物質(zhì)的基本粒子，但無法在自然界中觀測到單個夸克，即便是在高能粒子碰撞機中，粒子碰撞碎片中的夸克瞬間就形成了新的復(fù)合粒子。
一個物理體系中是否存在禁閉現(xiàn)象？能否人為調(diào)控粒子間相互作用，從而實現(xiàn)禁閉到解禁閉狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換？這些牽涉復(fù)雜的量子多體效應(yīng)，理論上一般沒有解析方法求解，數(shù)值求解也面臨各種挑戰(zhàn)。
在此項實驗中，研究團隊中的實驗人員和理論合作者設(shè)計了一種新方案，實驗?zāi)M了具備動態(tài)外電場的量子電動力學(xué)規(guī)范理論。同時，研究團隊開發(fā)了具備單格點及粒子數(shù)分辨的量子氣體顯微鏡，實時觀測了粒子與反粒子對的微觀動力學(xué)，清晰展示了準(zhǔn)粒子禁閉和非禁閉狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程。
該研究為理解復(fù)雜的量子多體現(xiàn)象提供了新的研究手段，且可在計算復(fù)雜度超越經(jīng)典計算能力的物理問題中獲得更為重要的應(yīng)用。(完)