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将许多粒子量尾上玛雅子系统的新理论置于测试中

物理学 2021-10-01 23:59:06

通过SAM Sholtis,宾夕法尼亚州立大学使用被困一维量子气体的新实验适用于最近开发的广义流体动力学理论的预测 图显示时间Quasiparticle动量分布的演变 - 气体中原子的性质 - 在一维气体束中

实验数据(红线)几乎完全匹配广义流体动力学理论的预测(蓝线)

学分:WEISS实验室,Penn状态使用被困的一维气体的新实验 - 原子冷却到宇宙中最寒冷的温度并限制,因此它们只能以最近开发的“广义流体动力学理论的预测”([广义流体动力学]的预测方式移动“量子力学是描述这些气体的新特性所必需的

更好地理解这些系统如何及时发展的这种系统是量子物理学的前沿

结果可以大大简化了对均衡的量子系统的研究

除了其基本重要性之外,它最终可能会推送基于量子的技术的发展,包括量子计算机和模拟器,量子通信和量子传感器

一篇文章在杂志中的一名小组的纸张描述了由宾夕法尼亚州物理学家领导的团队的实验

甚至在古典物理学中,额外的复杂性可以忽略量子力学,不可能模拟移动流体中所有原子的运动

以近似这些颗粒系统,物理学家使用流体动力学描述

“背后的基本想法流体动力学是忘记原子A.ND认为流体作为连续体,“宾夕法尼亚州的物理学教授和研究团队的领导者的物理学教授说,为了模拟液体,一个最终写入由施加的耦合方程少数约束,例如保护质量和能量

这些是相同类型的等式,例如,为了模拟空气流动,当您打开窗户时如何提高房间的通风

如果涉及量子力学,则物质变得更加复杂,就像想要模拟超出平衡的量子数量的量子系统

“量子数量 - 身体系统 - 这是由许多相互作用组成的颗粒,例如原子 - 是原子,核和粒子物理的核心,“大卫韦斯说,宾夕法尼亚州的物理学教授和研究团队的领导者

“曾经是,除了极限的限制,你无法计算出描述均衡量子的数量最近改变了

“”改变是通过称为广义流体动力学的理论框架的改变的动机

“”其中一个量子的数量的问题尺寸是它们对它们的动作有这么多的限制,即不能使用常规流体动力学描述,“推广的流体动力学表示,以跟踪所有这些约束

”直到现在,广义流体动力学才仅在阵列的条件下进行实验测试粒子之间的相互作用弱

“我们进一步地测试了理论,通过观察具有各种相互作用强度的一维气体的动态,”Weiss

“实验是非常良好的控制,因此可以将结果与该理论的预测相比,研究团队使用最初限制在平衡的非常浅的陷阱中的一维气体

然后,它们突然将捕集器的深度增加了100次,这迫使颗粒塌陷到陷阱的中心,导致它们在整个崩溃过程中改变

的集体性质他们的属性,然后他们可以比较预测oF广义流体动力学

“”我们的测量与数十个陷阱振荡的理论预测匹配,“Weiss

”目前没有其他方式研究均衡量子系统长时间以合理的准确性,特别是大量粒子

广义流体动力学使我们能够为我们测试的一些系统执行此操作,但通常需要确定通常适用的系统

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