光学腔中超流气体的Dicke量子相变

相变描述物理系统中状态的突然变化，例如流体与固体之间的转变。量子气体为实验与捕捉底层物理的通用模型之间建立直接联系提供了机会。描述物质-光集体相互作用的一个基本概念是Dicke模型，该模型被预测会展现出引人入胜的量子相变。本文在由耦合到光学腔的玻色-爱因斯坦凝聚体形成的开放系统中实现了Dicke量子相变，并观察到了自组织超固相的出现。该相变由凝聚原子之间无限长程的相互作用驱动。这些相互作用是由涉及腔模和泵浦场的双光子过程诱导的。我们证明，该相变由包含反旋耦合项的Dicke哈密顿量描述，并且超固相与自发破缺的空间对称性相关联。相变边界被定量地映射出来，与Dicke模型一致。这项工作开启了具有长程相互作用的量子气体领域，并为探索新型量子相提供了途径。