在光腔中使用冷原子探索动态相变

2025-06-22 11:32来源:本站

  原子与光腔中光之间的相互作用提供了一种在受控环境中研究集体(多体)量子物理学的手段。已经提出了用于研究集体量子自旋模型的腔中原子的这种集合,其中原子的内部水平模仿自旋程度的自由度,并通过更改腔参数来调整的远距离相互作用1,2,3,4。先前已经研究了由原子光相互作用和光耗散从腔体之间的相互作用引起的非古典稳态相。这些系统还提供了研究物质的动态阶段的机会,这些阶段是在平衡处被排除的,但可以通过将系统驱动到均衡12,13,14,15,16中可以稳定,如最近的实验17,18,19,20,20,21,21,22。这些阶段还可以显示出类似于标准平衡相变的通用行为8,23,24。在这里,我们在光学腔中使用了大约一百万个锶-88原子的合奏来模拟集体Lipkin-Meshkov-Glick-Glick Model25,26,这是量子磁性的标志性模型,并报告了该系统中物质的不同动态阶段的观察。我们的系统使我们能够探测动态相变对系统大小,初始状态和其他参数的依赖性。这些观察结果可以与相关系统中的类似动力阶段相关,包括超氟氦中的约瑟夫森效应,或耦合的原子28和固态偏振层29冷凝物。该系统本身提供了在光学转换中生成有用的有用的纠缠状态的潜力,这可以允许最新的原子时钟30,31的量子增强。

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