非平衡态的持久性：玻尔兹曼特例的观测
量子气体
2016-12-14 v1 原子物理
摘要
早在物质的原子本质被实验确立之前，Ludwig Boltzmann 试图用看不见的微观世界的运作来解释人类经验中的宏观世界，这一大胆努力就遭到了强烈的反对。一个争议焦点是不可逆性问题：微观运动方程是可逆的，然而摩擦和粘性总是使物体减速并升温，从不使其加速并冷却。更糟糕的是，Boltzmann 本人发现他的输运方程预言了气体永远不会达到热平衡的特例，其中一个具体的例子是：如果气体被限制在 3D 完美各向同性谐势阱中，其单极“呼吸”模式将永远不会衰减。这种不衰减现象在自然界中并未被观察到。直到最近，才利用冷原子在低维系统中观察到单极模式的不衰减。Kinoshita 等人和 Chevy 等人在高度拉长的几何形状中实验观察到了弛豫的抑制。然而，为超冷原子产生足够球形的谐势阱限制的困难，意味着 Boltzmann 的完全 3D 各向同性特例从未被观察到。随着一种能够为超冷原子产生近球形谐势阱限制的新型磁阱的发展，我们得以首次观测到这一具有历史意义的奇特现象。我们观察到一个由于碰撞对衰减的贡献消失的单极模式，这是对 Boltzmann 微观理论的一次迟来的证明。
引用
@article{arxiv.1509.00366,
title = {Persistence of a Non-Equilibrium State: Observation of a Boltzmannian Special Case},
author = {D. S. Lobser and A. E. S. Barentine and E. A. Cornell and H. J. Lewandowski},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.00366},
year = {2016}
}