量子临界序的卡皮察稳定化

动力学扰动以出人意料的方式改变经典系统的状态，并在科学技术中带来重要应用。例如，Floquet 工程利用了当对弹簧常数等参数施加强周期变化时在频率域形成能带的可能性。我们在此描述卡皮察工程（Kapitza engineering），其中以远高于系统线性响应特征频率驱动的场极大地改变势能面，使得平衡处的极大变为局域极小，恰与著名的卡皮察摆类比：其不稳定的倒立构型（质量在支点上方而非下方）实际变得稳定。我们的出发点是金兹堡-德文希尔类型的量子场论，适用于许多凝聚态系统，尤其包括铁电体与量子顺电体。我们展示由激光驱动太赫兹源产生的离共振振荡电场可在量子临界极限诱导铁电序。利用脉冲辐射，估计热效应可控；由于应变稳定，“隐藏”的辐射诱导序可在无进一步泵浦下持久至低温。我们利用密度泛函理论（DFT）与经机器学习力场加速的随机自洽谐波近似估算了 SrTiO${}_{3}$ 中的金兹堡-德文希尔自由能系数。尽管发现 SrTiO${}_{3}$ 并非卡皮察稳定化的最优选择，我们展示以计算便利的密度泛函理论层级扫描进一步候选材料可行。我们建议采用二次谐波生成、软模谱学与 X 射线衍射实验来表征诱导序。