囚禁原子气体中的Berezinskii-Kosterlitz-Thouless交叉
其他凝聚态物理
2016-08-16 v1
摘要
任何物质状态都根据其有序性进行分类，物理系统可能拥有的有序类型受其维度的深刻影响。传统的长程有序，如铁磁体或晶体中的有序，在低温下的三维（3D）系统中很常见。然而，在具有连续对称性的二维（2D）系统中，真正的长程有序在任何有限温度下都会被热涨落破坏。因此，与3D情况相反，均匀的2D全同玻色子流体不能发生玻色-爱因斯坦凝聚。尽管如此，它可以形成“准凝聚体”并在有限临界温度以下成为超流体。Berezinskii-Kosterlitz-Thouless（BKT）理论将这种相变与拓扑有序的出现联系起来，拓扑有序源于具有相反环量的涡旋配对。在临界温度以上，预期会出现未束缚涡旋的增殖。在这里，我们报告了在囚禁的铷原子量子简并气体中观察到的BKT型交叉。使用物质波外差技术，我们观察到了准凝聚体相的长波涨落和自由涡旋。在低温下，气体在系统尺寸设定的长度尺度上是准相干的。随着温度升高，长程相干性的丧失与自由涡旋增殖的开始同时发生。我们的结果为BKT理论的微观机制提供了直接的实验证据，并提出了关于介观系统中相干性和超流性的新问题。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0605291,
title = {Berezinskii-Kosterlitz-Thouless Crossover in a Trapped Atomic Gas},
author = {Zoran Hadzibabic and Peter Krüger and Marc Cheneau and Baptiste Battelier and Jean B. Dalibard},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0605291},
year = {2016}
}
备注
accepted for publication in Nature