相互作用多体系统如何通过势垒隧穿至开放空间？

多体系统中的隧穿过程是处于量子力学核心地位的现象。它在自然界中以核物理中的α衰变、聚变与裂变，以及生物学和化学中的光缔合与光解离形式出现。对这些系统衰变过程的详细理论描述是一个非常棘手的问题，这或是由于极其复杂甚至未知的粒子间相互作用，或是由于大量构成粒子。在本工作中，我们在一个更为透明且可控的物理系统——超冷原子气体中，从理论上研究了量子多体隧穿现象。我们分析了一维具有排斥相互作用系统隧穿至开放空间的薛定谔方程的完整且数值精确的多体解。我们展示了发射粒子如何从被囚禁的相干玻色子源中解离或碎裂：整体多粒子衰变过程是源自不同粒子数源并同时发生的单粒子隧穿过程的量子干涉。与原子激光和电离过程的密切关联，使我们得以揭示在相应过程中波函数的发射部分与被囚禁部分之间多体关联的极大重要性。