科學家在一項新研究開發(fā)了一種新方法，可以直接觀察激子，即極化系統(tǒng)中的相關多體狀態(tài)，這種方法超越了經(jīng)典理論。這項研究擴大了量子雜質理論的應用，目前冷原子物理界的科學家對量子雜質理論非常感興趣，并將引發(fā)未來展示微腔極化子的多體量子關聯(lián)實驗。

研究作者A/Meera Parish教授說：激子-極化子提供了一個游樂場，人們可以在其中探索室溫量子流體，以及多體非平衡系統(tǒng)的新特性。

然而，盡管它們內在量子性質是物質和光的疊加，但最新研究結果可以通過非線性經(jīng)典波的物理學來描述。這項新研究展示了科學家如何通過量子雜質物理，探索多體極化系統(tǒng)中超越平均場量子關聯(lián)的問題，在量子雜質物理中，移動雜質被量子力學介質的激發(fā)所覆蓋，從而形成了一種新的極化子準粒子，它違背了平均場的描述。主要作者杰斯珀·萊文森博士是ARC Future研究員，也是莫納什大學物理與天文學院A/Parish教授的合作者說：

用極化子觀察平均場以外的量子相關行為，是將極化子用于量子技術的一個重要里程碑。少數(shù)粒子的水平上，在光纖腔中實現(xiàn)弱的反聚束和極化子阻塞方面取得了進展，其中光子的限制增強了非線性。同樣，復數(shù)多維光譜學也被用來研究量子關聯(lián)。然而，證明在多體水平上超越平均場量子關聯(lián)行為的實驗仍然難以捉摸。這項研究提供了另一條探索這種關聯(lián)的途徑，利用已經(jīng)被實驗證明的泵浦-探測光譜方法。

研究發(fā)現(xiàn)與這些實驗的結果相吻合，但表明到目前為止，實驗錯過了可以看到多點量子關聯(lián)的區(qū)域，其研究發(fā)表在《物理評論快報》期刊上。除了澳大利亞研究理事會（卓越中心和未來獎學金中心）的支持外，經(jīng)濟學部(MINECO)、工程和物理科學研究理事會(EPSRC)和西蒙斯基金會也提供了資金支持，并在阿斯彭物理中心開展了工作。帕里什和萊文森是理論物理學家，他們研究并數(shù)學描述了大群相互作用量子粒子的行為（如原子或電子）。

這些粒子可以表現(xiàn)出奇異的行為，比如它們在沒有遇到阻力的情況下流動時的超流性。帕里什教授是目前研究這種復雜的集體行為，是如何從小量子粒子群（這個領域被稱為少體物理）性質中出現(xiàn)的主要研究人員。這項研究擴展了我們在從冷原子氣體到固態(tài)半導體系統(tǒng)中的量子物理基礎知識，并有可能支持艦隊尋求的新一代近零電阻、超低能量電子設備。

博科園｜研究/來自：ARC未來低能耗電子技術卓越中心（FLEET）

參考期刊《物理評論快報》

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