单位 Fermi 气体中的持久脉冲子与动力学对称性

SO(2,1) 动力学对称性对尺度不变量子气体在各向同性谐振阱中的呼吸振荡作出了显著预测，即该振荡是等熵的且可无限期持续。由于强相互作用范围内的量子异常在二维中破坏了该对称性，因而呼吸模式的寿命变为有限。迄今为止尚未实现强相互作用系统中的持久脉冲子。本文实验实现了三维单位 Fermi 气体中长寿命呼吸模式，该现象由 SO(2,1) 对称性保护。通过将超冷费米气体加载到各向同性阱中并将原子间相互作用调谐至共振，实现了近乎完美的 SO(2,1) 对称性。呼吸模式即使在大幅激励幅度下，也以阱的两倍频率振荡。阻尼率与振荡频率之比仅为 0.002，实现了相互作用持久脉冲子。振荡频率和阻尼率在不同的原子密度和温度下保持近乎恒定，表明 SO(2,1) 对称性在三维空间中的鲁棒性得到验证。也阐明了导致残余阻尼的因素。本工作为研究与动力学对称性相关的许粒子非平衡动力学开辟了研究之路。