强关联量子液体中非平衡涨落的普适性

相互作用量子多体系统构成了研究者迷人的研究平台，因为它们形成了具有关联基态和低能激发的量子液体，表现出普适行为。在费米子系统中，此类量子液体实现于氦-3液体、重费米子体系、中子星和冷气体中。它们在线性响应区间的性质已成功由费米液体理论描述。然而，超越该区间的非平衡性质仍有待确立，并且是多体物理的关键问题。在此，我们展示了在0维系统中将朗道费米液体理论扩展到非平衡区间的精确实验证明。结合输运与超高灵敏度电流噪声测量，我们在调至普适Kondo区间的碳纳米管中明确辨识了量子液体的SU(2)和SU(4)对称性。我们发现，尽管电子输运在平衡附近可由自由准粒子图像很好描述，但由剩余相互作用引起的两粒子散射过程在非平衡区间显现。利用扩展费米液体理论，我们得到了SU(2)的相互作用参数“威尔逊比” $R=1.9 \pm 0.1$ 和SU(4)的 $R=1.35 \pm 0.1$，以及相应的有效电荷，表征了量子液体行为。该结果与理论完美吻合，为多体物理的进一步发展提供了强有力的定量实验基础。此外，我们发现了有效电荷的新标度律，标志着非平衡区间尚未知的普适性。我们通过非平衡噪声研究量子液体的方法，为处理各种物理系统中非平衡量子液体的奇异本质铺平了新道路。