离子库仑晶体中的对称性破缺与拓扑缺陷形成
原子物理
2013-08-09 v1 统计力学
数据分析、统计与概率
量子物理
摘要
对称性破缺相变在自然界中起着重要作用。当系统以有限速率穿越此类相变时，其因果不连通区域会独立地选择新的破缺对称态。在这些局部选择不相容的地方，将形成缺陷，其密度预计遵循随相变速率变化的幂律标度。这种 Kibble-Zurek 机制 (KZM) 的重要性涵盖了从宇宙学到凝聚态物理的广泛领域 [1-4]。在先前对均匀系统的测试中，虽然观察到了缺陷形成，但缺陷密度对相变速率的依赖性较弱，且外部参数控制有限，阻碍了对 KZM 标度的测试。正如最近预测的那样 [5-9]，在非均匀系统中，临界前沿的传播增强了因果律的作用，并使缺陷密度随相变速率的标度关系更加陡峭。我们利用谐波势阱中的离子库仑晶体，首次在受控良好的环境中演示了拓扑缺陷数量随相变速率的标度关系——这是 KZM 的核心预测。
引用
@article{arxiv.1211.7005,
title = {Symmetry Breaking and Topological Defect Formation in Ion Coulomb Crystals},
author = {Karsten Pyka and Jonas Keller and Heather L. Partner and Ramil Nigmatullin and Tobias Burgermeister and David-M. Meier and Kristijan Kuhlmann and Alex Retzker and Martin B. Plenio and Wojciech H. Zurek and Adolfo del Campo and Tanja E. Mehlstäubler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.7005},
year = {2013}
}