强相互作用费米气体中的量子反常与 2D-3D 交叉

我们通过从二维到三维的交叉，对谐振势阱中费米气体的集体振荡进行了实验研究。具体而言，我们在具有可调相互作用的费米气体中，测量了径向单极子或呼吸模式的频率随维度的变化。该模式的频率由绝热压缩率决定，并探测了热力学状态方程。在 2D 中，针对通过 $\delta$ 势相互作用的原子，动力学标度对称性预测呼吸模式将精确出现在谐振限制频率的两倍处。然而，重正化量子处理引入了新的长度尺度，打破了这种经典标度不变性，导致了所谓的量子反常。我们在 2D 区域深处的测量值在一系列相互作用强度下均高于标度不变预测，表明原子相互作用的 $\delta$ 势模型失效。随着维度从 2D 调至 3D，我们观察到呼吸振荡频率平滑地演化至 3D 极限。