香港科技大学 当自旋分量的数量增加时，具有不同自旋的费米子(由箭头表示)在三维中表现得像玻色子
信用:HKUST 在量子力学的教科书中，描述了玻色子和费米子，两种构成宇宙的基本粒子，以完全不同的方式运行
例如，玻色子可以共享同一个量子态，而同类费米子只能一个接一个地填充可用的量子态
然而，凝聚态物理和高能物理的现代发展表明，玻色子和费米子之间的边界是模糊的
其中一个例子是多味费米子气体，每种费米子由不同的自旋识别，其中任何两种费米子通过相同的相互作用相互作用
当系统中不同自旋的数量变得非常大时，具有这种SU(N)对称性的多味费米子被期望表现得像无自旋玻色子的系综
香港科技大学(HKUST)和普渡大学的研究人员使用量子模拟来探索三维超冷费米子的“玻色子化”现象
在一维系统中，理论上和实验上都探索了玻色子化
但是尚不清楚玻色子化是否发生在高维系统中，这主要是因为相互作用的多体系统的精确解是未知的
在这里，研究人员通过测量两体接触首次表明，它确实发生在三维系统中，两体接触是控制稀释量子气体从能量到压力的所有热力学量的中心量
因此，接触中玻色子化的证据表明，所有其他热力学量也接近玻色子的热力学量
在实验过程中，研究人员将费米子的自旋数量从1控制到6，并监控费米子的接触如何接近玻色子
该研究小组的领导者之一，HKUST大学物理学副教授久邦乔说:“我们的实验观察证实了多味费米子可以随着三维自旋数量的增加而玻色子化
量子模拟一种很难在固体中实现的特殊类型的费米系统并解决一个悬而未决的问题是很了不起的”
这项工作展示了一种监测接触的方法，作为探索量子物质及其潜在对称性的新工具
特别是，这为SU(N)对称费米子的精确研究铺平了道路，在SU(N)对称费米子中，不同的费米子相互作用相同，这在实际材料中不容易获得
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