在囚禁冷离子环中实现平移对称性
量子物理
2017-02-08 v1 介观与纳米尺度物理
原子物理
摘要
自发对称性破缺是贯穿科学的一个普遍概念。例如，平移对称性破缺的Landau-Ginzburg范式是对几乎所有物质量子相进行分类的基础，并解释了晶体、绝缘体和超导体的出现。通常，为了抑制导致不期望对称性破缺的边缘效应，在大系统中研究平移不变性的后果。虽然这种方法适用于研究全局性质，但对局域可观测量及其关联的研究需要访问和控制单个组分。另一方面，周期性边界条件可以允许在能够实现单粒子控制的小系统中具有平移对称性。在此，我们在具有内在周期性边界条件的微观环中结晶了多达十五个40Ca+离子。我们表明，通过使多普勒激光冷却离子离域化，该环的平移对称性在毫开尔文温度下得以保持。这确立了在量子控制变得可行的水平下不期望的对称性破缺的上限。这些发现为从模拟霍金辐射到探索量子相变的众多学科中，在单粒子水平上研究具有平移对称性的量子多体物理铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1605.02143,
title = {Achieving translational symmetry in trapped cold ion rings},
author = {Hao-Kun Li and Erik Urban and Crystal Noel and Alexander Chuang and Yang Xia and Anthony Ransford and Boerge Hemmerling and Yuan Wang and Tongcang Li and Hartmut Haeffner and Xiang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.02143},
year = {2017}
}
备注
15 pages, 4 figures