在远离平衡的自旋玻色气体中观测到普适动力学
量子气体
2018-12-07 v2 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
量子物理
摘要
远离平衡的量子系统动力学代表了理论多体物理中最具挑战性的问题之一。尽管一般而言其演化在所有细节上都是难以处理的,但相关可观测量可能对微观系统参数和初始条件不敏感。这正是普适性现象的基础。在远离平衡时,普适性通过系统时空演化的标度来识别,由普适指数和函数刻画。理论上,这已在差异极大的例子中得到研究,例如暴胀宇宙宇宙学中的再加热过程、由量子色动力学描述的核碰撞实验动力学,或非相对论量子场论中稀薄量子气体的淬火后动力学。在此,我们通过评估准一维自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中的空间分辨自旋关联,观测到普适动力学的涌现。对于长演化时间,我们从自旋激发的空间关联中提取标度性质。由此我们发现该动力学由涌现守恒量向低动量尺度的输运所支配。我们的结果确立了一类重要的非平稳系统,其动力学由与时间无关的标度指数和函数编码,标志着非热固定点的存在。我们通过制备不同初始条件并观测到相同的标度行为,确认非热标度现象无需精细调节。我们的类比量子模拟方法为揭示非热普适性类的底层机制和特征提供了基础。人们可利用这种普适性,从超冷气体实验中对宇宙学和量子色动力学中研究的动力学基本方面进行了解。
引用
@article{arxiv.1805.11881,
title = {Observation of universal dynamics in a spinor Bose gas far from equilibrium},
author = {Maximilian Prüfer and Philipp Kunkel and Helmut Strobel and Stefan Lannig and Daniel Linnemann and Christian-Marcel Schmied and Jürgen Berges and Thomas Gasenzer and Markus K. Oberthaler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.11881},
year = {2018}
}
备注
10 pages, 4 figures, 3 supplementary figures