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經典對稱性規則不適用于量子系統

bjly66.com 2019-08-15 11:51

  科技日報北京8月13日電 (實習生王郁嶄)自然界的許多現象在動態演化中證明了對稱性,這有助于研究人員更好地理解一個系統的內在機制。然而,在量子物理學中,對稱性并不總能得到。據物理學家組織網近日報道,海德堡大學量子動力學中心研究人員通過超冷鋰原子實驗,首次證明了理論上預測的量子物理與經典對稱性的偏差。

  實驗中,研究人員研究了鋰原子超冷超流體氣體的行為。當氣體不處于平衡狀態時,其會以一種“呼吸”運動不斷地膨脹和收縮。與經典粒子不同的是,量子粒子可成對結合,因此,當超流體被壓縮得越緊,就會越硬。

  由普尼特·穆爾蒂博士和尼科羅·拉德沃博士領導的研究小組觀察到了這種偏離經典尺度對稱性的現象,從而直接證明此系統的量子本質。

  在經典物理學中,理想氣體的能量與所施加壓力成正比。這是尺度對稱性的直接結果,同樣的關系在任何尺度不變的系統中都成立。然而,在量子力學的世界里,量子粒子之間的相互作用可以變得如此強大,以至于這種經典的尺度對稱性不再適用。

  此實驗結果可使人們深入了解具有類似性質的系統的行為,如石墨烯或超導體等,其被冷卻到一定的臨界溫度以下時,就不會產生電阻。

  

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