长程相互作用系统在强 repulsive-吸引相互作用急剧切换时的无界熵产生与剧烈碎片化

我们研究了一种一维玻色气体的非平衡动力学，该气体具有随距离衰减的长程相互作用，衰减形式为$(\frac{1}{r^{\alpha}})$（$0.5 < \alpha <4.0$）。我们检验了当相互作用突然从强排斥切换为强吸引时的特殊动力学，这一操作已知可在具有接触相互作用的系统中产生超Tonks-Girardeau气体。我们发现，通过复杂的中间动力学表现出剧烈碎片化和混沌脱束缚来实现平衡。我们确立，平衡状态表现出经典气体特征，以及与无界熵产生相关的渐近状态。相位图显示，在具象（量子）气体和混沌（经典）气体之间存在指数边界。我们展示了通过对无自旋费米子也进行类似实验，动力学的普遍性。较弱的急剧切换程序可对平衡过程施以一定程度的控制，并诱导更慢的初始熵增长。本研究展示了可调长程相互作用系统的复杂平衡行为，这些系统可在当代实验中工程化实现，例如在捕获离子或里德堡原子中。