与超冷原子量子异常——打破了古典对称|弧卓越中心在未来的低能电子技术

超冷气体在斯文本科技大学博士后团队:从左,萨夏Hoinka博士保罗•戴克伊凡博士埃雷拉和卡洛斯·库恩博士

舰队超冷原子气体的研究——第十亿外层空间的温度——解锁新的基本量子效应。

斯文本科技大学的研究人员研究了集体振荡在超冷原子气体,确定量子效应发生“打破”经典物理预测的对称性。

他们还观察到二维(2 d)之间的过渡行为和三维(3 d)的行为。

“基本发现从这些观察电子传导将通知舰队的搜索没有浪费的能量耗散,”研究作者解释教授Chris淡水河谷。

教授克里斯•淡水河谷

二维材料表现出许多新颖的物理性质和敏锐地研究其潜在用途——例如,在超低能源电子产品。

然而,强烈的相关性和缺陷在2 d材料理论上使他们难以理解。超冷中性原子的量子气体将帮助解锁2 d的基本物理材料,以及发现新现象不容易在其他系统访问。

实验进行超冷中性原子的量子气体提高我们理解相变以及粒子之间的相互作用的影响。

这种改进的能力,了解和控制相变会直接应用在船队的发展未来的低能,topologically-based电子产品。

“对称”是许多物理学理论的一个重要成分配方,通过识别哪些因素不允许简化描述修改系统的底层物理属性。

例如,在一个规模不变的系统,改变其粒子间的距离不改变材料的行为只是“尺度”通过一个适当的因素。

气体的超冷原子局限于二维平面允许研究人员探索政权,可以破碎比例对称的量子效应。

研究人员研究了一个二维强相互作用费米气体的李⁶原子,测量径向振荡的频率称为“呼吸模式”,设定的频率是气体压缩和是一个窗口气体热力学状态方程。

呼吸模式频率的相对变化尺度不变的价值(黑色虚线)相互作用强度的函数

呼吸模式是气体能量最低的集体振荡,只要比例对称存在,它应该发生在一个单一的频率(准确谐波频率约束的两倍)。

研究证实,缩放对称性被打破的强大的粒子之间的相互作用,影响热力学的压力和密度之间的关系。

这被称为量子异常,这发生在一个对称,存在于一个经典理论是在相应的量子理论。

测量频率的呼吸模式还允许研究人员绘制进化之间的热力学状态方程2 d和3 d限制,表明严格的2 d行为只存在于参数空间非常有限的地区。

这项研究量子异常和2 d-3d交叉强烈相互作用费米气体发表在本周的《物理评论快报》。

确认这项研究由澳大利亚研究理事会根据卓越中心,未来的交通和发现项目。合作者包括舰队CI米拉教区和人工智能Jesper莱文森。

在舰队中,克里斯淡水河谷研究拓扑现象在二维气体的超冷原子费密子,研究冷原子的实现弗洛凯拓扑超流态,对超导临界温度非平衡增强和新形式的拓扑基于光诱导在手性耦合二维原子气体,研究主题3。

舰队的研究主题3的研究系统,暂时赶出热平衡调查定性不同物理显示和新功能动态控制他们的行为。

克里斯让量子气体的研究在斯文本科技大学。在这些集合的原子冷却到绝对零度以上仅为100毫微开尔文,行为通常只发现在微观层面成为突出的宏观层面。

费米气体的团队的研究仅限于2 d测试新范式dissipationless传输拓扑和非平衡量子物质合成的超冷原子。

克里斯是一个近一百舰队的研究人员,都出于一个大挑战:减少能源使用信息和通讯技术(ICT),已经至少占了全球用电量的8%,每十年翻一番。

舰队(ARC卓越中心在未来的低能电子技术)将开发系统,以最小的阻力,因此最小浪费电力流耗散的能量,在这“dissipationless”和设备电流可以开启和关闭。

这些设备将使革命性的新电子产品和通信技术与超低能耗。