报告人：郭彦良 博士后
报告人单位：因斯布鲁克大学
主持人：瞿岸 研究员
报告时间：2023年8月11日（周五）下午14:00
报告地点：华东师范大学光学大楼B225会议室
腾讯会议：826-802-317 会议密码：65394
报告人简介：
郭彦良目前是因斯布鲁克大学Hanns-Christoph Nägerl教授小组的博士后。他曾于武汉大学和里昂第一大学（法国）获得学士学位。随后他于巴黎综合理工学院光学学院获得硕士学位（2017年），并在巴黎第十三大学的Hélène Perrin教授指导下获得了博士学位（2020年）。他的研究兴趣主要集中在超冷原子实验和量子模拟。在博士期间，他研究了气泡阱和环阱中超流体的旋转。在因斯布鲁克做博士后期间，他专注于一维量子气体研究，包括杂质参杂的Tonks- Girardeau（TG）动力学、由二维到一维的维度交叉平衡态、TG气体的量子踢击转子等等。
报告摘要：
维度改变对平衡态的影响。维度在确定物理系统的性质和特性方面起着至关重要的作用。对于量子系统来说，在降维的过程中，随着相互作用和量子涨落的影响增强，导致了量子效应在降维过程中变得非常多样。在大多数情况下，维度是固定为某个整数值。在这个报告中，我将介绍我们最新的研究成果，即用强相互作用的超冷玻色子（铯原子Cs）在可变光晶格势能中来研究量子气体在从二维到一维的过程中，是如何从二维的BKT超流体性质演变到一维Lieb-Liniger 超流性质的，以此来追溯系统是如何感受到维度变化的。我们的实验数据与考虑阱和有限温度影响之后的量子蒙特卡洛（QMC）理论结果吻合的非常好。由于温度是QMC的输入量，通过实验理论结果的拟合，我们也相当于制作了一个能够测量强相互作用下的二维和一维量子玻色气体温度的温度计，精确度高达1nK。用这个温度计，我们意外的发现在从三维到一维和从二维到一维的降维过程中，出现了降温的现象。这个和简单常理相悖的制冷现象可以用熵来解释，其精髓类似于退磁制冷。
一维的强相互作用的超冷玻色气体体现出了很丰富的物理特性。当排斥相互作用足够强时，玻色子在位置空间上拥有了泡利不相容规则，随之形成了类似于自由费米子的Tonks- Girardeau 气体，研究分析杂质在TG气体中的输运可以研究多体物理的动力学过程。我们研究了可调节相互作用的强关联一维Cs原子气体中杂质原子的输运，希望能找到量子振翅（quantum flutter）效应的证据，该效应被预言会生在TG气体里拥有超音速的杂质原子中。在我们的实验中，我们将每个管道中的一维气体中的一个原子制备到另一个自旋态上作为杂质，将杂质加速到亚音速或超音速之后，让其与1D管道中其他的的宿主气体突然发生碰撞。我们发现，在超音速的情况下，杂质原子的动量在随后的演化中出现了振荡运动的迹象。此外，我们还发现，当我们给杂志气体施加一个很弱的力来慢慢加速他时，杂质表现出类似于任意子（anyon）的行为。具体而言，我们观察到，一旦杂质原子的动量从0缓慢加速到到费米动量时，其动量分布会渐渐从玻色型过渡为费米型。