准一维吸引型玻色气体中多体相干性的观测

宏观相干性是展现集体行为的量子多体系统的重要特征,其范例涵盖原子玻色-爱因斯坦凝聚体、量子液体直至超导体。然而,探测动态不稳定区域中的多体相干性,一直是非平衡量子多体物理领域引人入胜且悬而未决的挑战。本研究团队通过实验观测了从排斥势调制不稳定的吸引势区域猝灭的准一维简并玻色气体的一阶和二阶相干特性。通过原位密度测量与物质波干涉成像监测发现,非线性物理领域广受关注的噪声放大密度调制与色散激波之间的相互作用,催生了相位相干的密度波演化。随着时间推移,气体逐渐呈现相位无序态,并表现出有限关联长度。值得注意的是,当相互作用猝灭回排斥势区域后,研究人员观察到准长程相干性可自发重建。这种迷人的相位重整动力学可归因于准一维几何结构中密度缺陷的成核与湮灭现象。这些发现为超越平均场效应可能出现的量子多体系统非平衡相位相干机制提供了新见解,该领域目前尚缺乏完善的理论研究方法。

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