铒超冷碰撞中的量子混沌
量子气体
2014-05-09 v1 原子物理
量子物理
摘要
将原子和分子样品冷却至低于 1 微开尔文但仍处于气相，为探测和操控其组成粒子间的相互作用提供了前所未有的能量分辨率。对于碱金属等简单原子，散射共振已得到极好的表征。然而，超冷物理正 poised 进入一个新阶段，即可以冷却和研究更复杂的物种，包括磁性镧系原子甚至分子。对于分子，人们推测超冷碰撞截面中密集的共振森林可能会表现出本质上的随机涨落，正如核散射中观测到的能谱一样。根据 Bohigas-Giannoni-Schmit 猜想，这些涨落意味着驱动碰撞的底层经典运动具有混沌动力学特征。这将为超冷原子和分子物理带来范式转变，需要以新的视角审视该体系中原子的基本相互作用，并可能催生新的混沌驱动超冷物质态。在本报告中，我们首次实验证明了在极低温下确实存在随机能谱。实验表明，超冷铒原子气体展现出许多 Fano-Feshbach 共振，对于玻色子而言约为每高斯 3 个。对其统计特性的分析证实，其最近邻间距分布符合随机矩阵理论的预期。这些共振的密度和统计特性可通过全量子力学散射计算得到解释，计算表明其起源在于原子势能面的各向异性。因此，我们的结果首次揭示了超冷原子本征相互作用中的混沌行为。
引用
@article{arxiv.1312.1972,
title = {Quantum Chaos in Ultracold Collisions of Erbium},
author = {Albert Frisch and Michael Mark and Kiyotaka Aikawa and Francesca Ferlaino and John L. Bohn and Constantinos Makrides and Alexander Petrov and Svetlana Kotochigova},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.1972},
year = {2014}
}