作者:Thamarasee Jeewandara，Phys
（同organic）有机 剪刀模式测量
实验几何草图:原子系统(椭圆)被陷在一个各向异性势中，该势具有本征轴x和y
俘获电势的突然旋转激发角振荡θ(t)(红色箭头)
自由膨胀后的实验分布和相应的二维拟合的例子，用于提取自由膨胀后在BEC区(dd=1)的振荡系数θ 0
14);c)超固体状态(dd=1
45)
D-E)
角度θ 0 (t): D) BEC体制的时间演化：e)超固体状态
误差线代表4-8次测量的标准偏差
学分:理科，doi: 10
1126/科学
aba4309 液体和气体中的超流可以表现为在慢速旋转下惯性力矩的减小(质量的旋转模拟)
非经典的旋转效应也可以在难以捉摸的物质超固体相中考虑，其中超流性可以与晶格结构共存
在《科学》杂志上发表的一份新报告中
坦齐和意大利佛罗伦萨大学国家光学研究所和天文学系的研究小组展示了最近在偶极量子气体中发现的超固体相是如何减小惯性矩的
研究小组研究了谐波势中一种特殊的旋转振荡模式，以推导出超固体分数，并为偶极结构的超固体性质提供了直接证据
超流体和超固体 超流体在旋转过程中表现出最壮观的特性，超流体状态由宏观波函数描述
物理学家已经验证了大多数已知超流体的非经典旋转效应，包括核物质、气态玻色-爱因斯坦凝聚体和简并费米气体
结果与超导体中的迈斯纳效应有关
20世纪60年代，研究人员发现了另一种被称为超固体的玻色子相，由宏观波函数描述
在超固体中，超流性可以与晶体型结构共存
物理学家认为旋转的超固体会表现出介于超流体和经典系统之间的惯性矩
这种现象被称为非经典转动惯量(NCRI)
这些对超固体的观察主要是利用固体氦进行的，研究人员利用扭转振荡器(旋转系统)来探测NCRI
在这项工作中，坦齐等人
研究了一种不同的超固体候选者——强偶极原子的气态玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)
剪刀模态频率和转动惯量与相互作用参数的关系
剪刀模式频率
大圆圈和正方形是实验测量
黑钻石和圆点分别是平均场和超出平均场的理论预测
b)转动惯量
大的正方形和圆形是从等式1导出的
(1)在研究中，使用剪刀频率的实验测量和理论β；黑点是数值模拟
小开点是β 2的理论预测
误差线是一个标准偏差
实验的校准不确定度为3%
用数值方法确定了分隔BEC和超固体状态的虚线
学分:理科，doi: 10
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aba4309 bec是在绝对零度以上的某个分数形成的，并且只存在于像玻色子一样的原子中，玻色子是两种基本粒子之一
当玻色子被冷却到足够低的温度时，很大一部分自发进入单量子态，这种现象被称为玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)，最著名的实验是那些涉及原子气体的实验
最近发现的量子系统显示了一个与相位相干共存的密度调制机制，这是超固体所需要的
研究人员利用相对于超流体流体动力学方程的非旋转激发模式测试了超流体的性质
与之前的氦实验一致
只专注于描述系统的NCRI(非经典转动惯量),以便提供转动下超流的直接证据
实验 在量子物理学中，实现足够大的偶极固体来实现圆柱几何仍然是不切实际的
因此，研究人员选择了一种特殊的旋转技术来适应实验室中不对称的小型系统
然后他们激发了系统的所谓剪式模式；自然保持系统的谐波电势的小角度旋转振荡
这项技术以前被用来证明普通玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中的超流性
Tanzi等人
研究了从BEC到超固体形式转变过程中剪刀模式频率的变化，以直接比较超固体和完全超流体系统
在实验过程中，研究小组在各向异性谐波阱中使用了强磁性镝(镝)原子的BEC，其频率通过磁场使偶极子定向在Z方向
系统的温度足够低，科学家们通过磁费希巴共振和范德瓦尔斯相互作用能量的调谐，诱导了从BEC到超固体的转变
科学家们预计晶格将由一簇超固体组成，使系统进入液滴晶体状态，液滴之间没有相干性
从BEC到超固体的超流部分
红色方块和蓝色圆圈是实验测量的剪刀频率和理论β的超流分数，使用公式
(3)在研究中得出
黑点是理论频率的超流部分
开三角形是方程1中一维超流分数的上限
4源自研究
钻石是独立液滴的超流部分
插图:灰色区域是等式的积分区域
4源自研究
学分:理科，doi: 10
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aba4309 剪式模式 该团队接下来激发了剪刀模式，并计算出振荡频率与超流体的转动惯量直接相关
然后，他们将惯性矩与为系统专门定义的超流分数联系起来
Tanzi等人
注意到剪刀模式类似于氦扭转振荡器，因为两个系统都通过振荡频率检测到NCRI(非经典转动惯量)
实验结果总结了BEC和超固体状态下的剪刀测量
研究小组对系统自由膨胀后的二维密度分布进行了成像，以表示有效的动量分布
对于弱相互作用的超流体，BEC和超固体状态显示出预期的单频振荡
为了避免系统中其他集体模式造成的干扰
对BEC和超固体状态采用了两种不同的激发技术
然后，他们总结了剪状频率和相关惯性矩的结果，并将结果与理论预测进行了比较
研究小组注意到，当系统进入与理论一致的超固体状态时，频率明显降低
这些结果为偶极固体的NCRI提供了进一步的证据
该团队使用对凝聚物质系统中玻色凝聚的原始预测解释了这项工作中显示的机制
前景 就这样，L
坦齐和他的同事通过描述偶极超固体的非经典转动惯量，建立了它的超流性质
由于超流部分减少，超固体不同于标准超流
这项工作中详细介绍的技术将允许在未来的研究中进一步调查这种现象
该团队提出，实现更大的系统是研究环形几何或二维构型中超固体行为的一种额外方法，同时还研究了超固体相中量子化涡旋的动力学
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