物理学家描述分数费米海——ScienceDaily

物理学家为一种新的量子态——分数费米海——建立了理论框架。在理论计算中，其中的超冷铯原子可以被转变为高能但有序的构型。这项研究由汉斯-克里斯托夫·内格尔领导的团队与来自法国国家科学研究中心（CNRS）和巴黎多菲内大学的理论物理学家阿尔维塞·巴斯蒂亚内洛合作开展，ScienceDaily报道。

吸引与排斥之间的循环

该研究发表在《Physical Review Letters》期刊上。在计算中，研究人员考察了一维系统中的超冷铯原子，其运动被限制在一个方向上。他们模拟了原子间相互作用的循环变化——从强排斥到强吸引。

计算显示，系统可以从基态，即能量最低的状态，转变为强激发态，同时不会失去其内部有序性。作者将这一构型称为分数费米海，因为按照他们的描述，其中的粒子遵循经过改变的量子态填充规则。

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激发态中的隐藏秩序

这种新状态的特征是显著的弗里德尔振荡——与量子粒子相互影响有关的波状变化。计算还表明，即使在相对较弱的排斥相互作用下，粒子间的关联随距离增加而减弱时也呈现出不同寻常的规律。

这些特征不同于托莫纳加-卢廷格液体理论的预测，该理论传统上用于描述一维系统中相互作用的量子粒子。汉斯-克里斯托夫·内格尔指出，该状态是强激发的，但并非随机：其隐藏秩序通过关联显现出来。

研究人员还提出了系统中不同寻常的集体激发的性质问题。内格尔推测，这类准粒子未来可能被称为“超费米子”。当前发表的研究为分数费米海奠定了理论基础，而一项利用量子模拟实现其实验实现的相关研究正在接受同行评审。