使用被困一維氣體的新實驗——原子冷卻到宇宙中最冷的溫度并被限制，因此它們只能在一條線上移動——符合最近發(fā)展的“廣義流體動力學”理論的預測。量子力學對于描述這些氣體的新特性是必要的。更好地理解具有許多粒子的系統(tǒng)如何隨時間演化是量子物理學的前沿。結果可以極大地簡化對被激發(fā)出平衡的量子系統(tǒng)的研究。除了其根本重要性之外，它還可以最終為基于量子技術的發(fā)展提供信息，包括量子計算機和模擬器、量子通信和量子傳感器。一篇描述賓夕法尼亞州立大學物理學家領導的團隊的實驗的論文發(fā)表于 9 月 2 日，科學。
即使在可以忽略量子力學額外復雜性的經(jīng)典物理學中，也不可能模擬移動流體中所有原子的運動。為了近似這些粒子系統(tǒng)，物理學家使用流體動力學描述。
“流體動力學背后的基本思想是忘記原子，將流體視為連續(xù)體，”賓夕法尼亞州立大學物理學教授、研究團隊的領導者之一馬科斯·里戈爾 (Marcos Rigol) 說。“為了模擬流體，人們最終會編寫耦合方程，這些方程是由于施加一些約束而產(chǎn)生的，例如質(zhì)量和能量守恒。例如，這些是求解相同類型的方程，用于模擬當您打開窗戶以改善房間通風時空氣的流動方式。”
如果涉及到量子力學，事情就會變得更加復雜，就像人們想要模擬失去平衡的量子多體系統(tǒng)一樣。
“量子多體系統(tǒng)——由許多相互作用的粒子組成，例如原子——是原子、核和粒子物理學的核心，”賓夕法尼亞州立大學物理學杰出教授、該領域的領導者之一戴維·韋斯說。研究團隊。“過去，除非在極端情況下，否則您無法進行計算來描述失衡的量子多體系統(tǒng)。這最近發(fā)生了變化。”
這種變化是由被稱為廣義流體動力學的理論框架的發(fā)展所推動的。
“這些一維量子多體系統(tǒng)的問題在于，它們對運動的限制太多，無法使用常規(guī)的流體動力學描述，”Rigol 說。“廣義流體動力學的開發(fā)是為了跟蹤所有這些限制。”
到目前為止，廣義流體動力學之前僅在粒子之間相互作用強度較弱的條件下進行了實驗測試。
Weiss 說：“我們著手進一步測試該理論，通過觀察具有廣泛相互作用強度的一維氣體的動力學。”“實驗得到了很好的控制，因此可以將結果與該理論的預測進行精確比較。
標簽：
免責聲明：本文由用戶上傳，與本網(wǎng)站立場無關。財經(jīng)信息僅供讀者參考，并不構成投資建議。投資者據(jù)此操作，風險自擔。 如有侵權請聯(lián)系刪除！