海德堡大学 艺术家印象:激光束焦点上的六对原子
学分:约纳斯·阿尔斯特/隆德大学生物成像中心(LBIC) 相变描述了宏观系统性质的巨大变化——就像从液体到气体的转变
从单个的超冷原子开始，海德堡大学的物理学家能够观察到随着粒子数量的增加这种转变的出现
这项研究工作是在教授的指导下在量子物理领域进行的
医生
物理研究所的塞利姆·约西姆
为了在物理学中形成有效的理论，微观细节被放在一边，以利于宏观可观察的量
一杯水可以用流体的压力、温度和密度来描述，而单个水分子的位置和速度是不相关的
相变描述了宏观系统从一种物质状态(如流体)到另一种物质状态(如气体)的变化
宏观系统——所谓的多体系统——的性质可以被描述为突现的，因为它们是由单个组分相互作用的结果，而这些组分本身并不具有这些性质
“长期以来，我一直对这种相变时的戏剧性宏观变化是如何从微观描述中显现出来的很感兴趣，”塞利姆·约希姆说
为了回答这个问题，研究人员设计了一个实验，他们用单个超冷原子组装了一个系统
使用这个量子模拟器，他们研究了集体行为是如何在微观系统中产生的
为此，他们在一束高度聚焦的激光束中俘获了多达12个原子
在这个人工系统中，可以不断调整原子之间的相互作用强度，从不相互作用变为系统中最大的能量尺度
“一方面，系统中的粒子数量很少，不足以从微观上描述系统
另一方面，集体效应已经很明显，”卢卡·贝哈解释说，他是哈佛大学的博士后
约辛的团队
在他们的实验中，海德堡物理学家配置了量子模拟器，使得原子相互吸引，如果吸引力足够强，就形成对
这些原子对是向超流体相转变的必要成分——在这种状态下，粒子无摩擦地流动
当前的实验集中于何时成对出现作为相互作用强度和粒子数的函数
“我们实验的惊人结果是，只有六个原子显示出多粒子系统预期的所有相变特征，”马文·霍尔登教授的博士生补充说
乔基姆小组
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