研究透视：Science-自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中的破碎现象

弱相互作用的玻色气体，通常形成玻色-爱因斯坦凝聚体，其中大多数粒子处于相同的单粒子状态。然而，当这种状态不能实现多体哈密顿量的连续对称时，可能会表现出预期对称性的碎片凝聚体。今日，法国巴黎高等师范学院，巴黎文理研究大学，索邦大学，卡司特勒-布洛索实验室（Laboratoire Kastler-Brossel） Jean Dalibard团队在Science上发文，报道了大约 100 个原子的介观自旋 1 气体产生的三破碎凝聚物three-fragment condensate ，其具有反铁磁相互作用和集体自旋消失。使用接近单原子分辨率的自旋分辨检测，表明重建状态接近预期的多体基态，而单体可观测值与完全混合状态相同。该结果突出了对称性和相互作用之间，如何在介观量子系统中产生纠缠。

图1 破碎凝聚体的产生。

图2 单体密度矩阵。

图3 自旋和数量可观测的分布。

图4 多体状态断层扫描。

题注：反铁磁性原子形成的玻色-爱因斯坦凝聚体中，特有呈现破碎现象(Fragmentation)。如果在其中掺杂有大量铁磁性原子，这种特有的破碎现象，可以在磁场较高的时候得以保持，在磁场中捕获"破碎凝聚态"的有效方法，是研究人员一直关注的论题。通常认为破碎凝聚态，对称性较高且不稳定，在磁场中无法观察，在这方面的研究，国内科学也是卓有成就的。

文献链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abd8206

DOI: 10.1126/science.abd8206

本文译自Science。