带电粒子介观系统中的取向熔化
量子物理
2022-09-02 v1 量子气体
原子物理
摘要
少量粒子组成的介观系统表现出与宏观系统迥异的行为。宏观系统的相变具有普适性，而介观系统的状态变化取决于其具体属性，如粒子数，以至于对某些特定幻数状态变化会受到抑制。宏观世界无对应的一类转变是取向熔化，其中具有长程排斥相互作用、形成二维晶体的定域粒子在共同的圆形或椭圆轨迹上变为非定域。取向熔化已通过计算机模拟被广泛研究，并在少数开创性实验中被观测到。然而，迄今仍缺乏充分揭示其非普适性的详细实验研究。本文报道了在多达15个具有排斥库仑相互作用的离子组成的二维系综中观测到的取向熔化。我们定量刻画了取向熔化，并与蒙特卡洛模拟比较以提取粒子动能。我们证明了幻数的存在，并通过添加钉扎杂质在局域上控制熔化的发生。我们的系统实现了研究小系统热力学的完全可控实验平台，其结果也为研究非定域离子系统中的量子现象铺平了道路，从量子涨落与量子统计的涌现，到多壳层量子转子的控制。
引用
@article{arxiv.2209.00395,
title = {Orientational melting in a mesoscopic system of charged particles},
author = {Lucia Duca and Naoto Mizukami and Elia Perego and Massimo Inguscio and Carlo Sias},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.00395},
year = {2022}
}
备注
6+4 pages, 4+4 figures