具有退火无序的 Lévy 飞行特征

我们展示了源于热原子蒸气中光子随机游走的 Lévy 飞行的理论与实验结果。与具有淬火无序的系统不同，该系统在随机游走的位置与步长之间不存在任何关联。在一个基于微观第一性原理并包含多普勒展宽的解析模型中，我们发现了对应于单步步长分布 $P(x) \propto x^{-1-\alpha}$（其中 $\alpha=1$）的反常 Lévy 型超扩散。我们表明，这种步长分布导致了欧姆定律的破坏 [$T_{\text{diff}} \propto L^{-\alpha/2}$ 而非 $1/L$]，正如独立步长的 Lévy 行走所预期的那样。此外，透射光的空间分布发展出幂律拖尾 [$I(r) \propto r^{-3-\alpha}$]。在使用热铷蒸气平板几何结构的实验中，我们测量了总漫透射率 $T_{\text{diff}}$ 和透射光的空间分布 $T_{\text{diff}}(r)$。我们在宏观多重散射条件下获得了微观 Lévy 参数 $\alpha$，为在不同原子物理和天体物理系统中研究 Lévy 飞行铺平了道路。