腔介导的气液相变

该研究团队观测了二元玻色-爱因斯坦凝聚体中的气液相变现象。在该系统中,两个因塞曼效应发生能级偏移的超精细自旋组分通过光腔辅助的拉曼过程实现耦合。研究发现: 1)当塞曼磁场低于临界值时,系统在无限趋近于零的泵浦强度下即可出现光腔超辐射现象。这一增强的超辐射效应源于量子液滴(一种由量子 fluctuation 稳定的自束缚液态相)的同步形成; 2)在超越临界塞曼磁场后,只有当系统在有限泵浦强度下形成超辐射态时,气液相变才会发生; 3)作为气液相变的反向作用,超辐射光腔场在一级相变点会出现突变式跃迁; 4)由于量子液滴具有固定密度比的特征,液态相中光腔场强度与泵浦强度呈现线性标度关系。 这些特征现象源自塞曼磁场、光腔辅助自旋混频及量子 fluctuation 三者间的相互作用,为光腔 mediated 的气液相变与共存机制提供了显著观测标志。

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