量子世界的边界在哪里？

这是位于美国加州大学圣芭芭拉分校、用来制造和操纵量子气体的设备。

关于量子行为，除了量子纠缠效应，还有一种不太为人所知的行为——动态局域化。在这种现象中，尽管量子物体有稳定的能量供应，但它仍然保持着相同的温度，这就推翻了冷物体总会从热物体那里偷取热量的经典假设。

动态局域化会违背这一原则的事实意味着，在量子世界中一定有不寻常的现象，而对于探索量子物理疆域和传统物理世界的边界，动态局域化可能是一个很好的突破口。

了解量子系统如何维持或改变量子行为，对我们了解宇宙，以及对量子技术的实际发展都是至关重要的。然而，到目前为止，物理学家们只在单个量子物体上观察到过动态局域化现象，这就阻止了他们辨识和确认这两个世界的接壤之处。

据美国“物理学组织”网站4月28日消息称，为了探索这个问题，美国马里兰大学联合量子研究所（JQI）的两位博士后研究员Colin Rylands和Victor Galitski的团队力图通过研究分析数学模型，来确定当许多量子粒子发生相互作用时，是否仍然可以出现动态局域化效应。

为了揭示出相关的物理学原理，他们必须建立数据模型来测试和解读各种不同温度、相互作用强度以及时间长度下的情况。日前，他们在《物理评论快报》杂志上发文公布了最新研结果，即：该系统中的量子物体即使发生强烈的相互作用，动态局域化现象也有可能发生。

该论文的第一作者Rylands介绍道：“这一结果表明，单个量子粒子的行为与经典物理粒子完全不同。即使它们之间发生强烈的相互作用，其行为仍然与量子粒子相似，而不是经典粒子。”

在实验中，该团队选择了一种发生相互作用的一维玻色气体（Bose gas）作为研究对象之一。最后，他们将多项实验结果综合后得出结论：当一种发生强烈相互作用的气体开始接近零点温度时，它是有可能发生动态局域化效应的——他们将这种现象命名为“多体动态局域化”。

该论文的另一位作者、美国布鲁克黑文国家实验室的物理学家Robert Konik评论道：“这些结果具有重要的潜在意义，并从根本上证明了我们并没有完全理解这些不同的物理系统。”

原创编译：朱明逸 审稿：阿淼 责编：张梦

期刊来源： 《物理评论快报》

期刊编号： 0031-9007

原文链接： https://phys.org/news/2020-04-quantum-gases-wont.html

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