2019-06-03 19:19:01
打破量子领域的对称性

研究人员首次观察到单个量子系统的突破。观察 - 以及他们如何进行观察 - 除了对量子粒子如何相互作用以产生物质并让世界按照我们所知的方式发挥作用的标准理解之外,对物理学具有潜在的意义。

研究人员于5月31日在“科学”杂志上发表了他们的研究结果。

被称为奇偶时间(PT)对称性的数学术语描述了量子系统的性质 - 量子粒子的时间演变,以及粒子是偶数还是奇数。粒子是否在时间上向前或向后移动,奇数或均匀状态在平衡系统中保持不变。当奇偶校验发生变化时,系统的平衡 - 系统的对称性 - 中断。

为了更好地理解量子相互作用并开发下一代器件,研究人员必须能够控制系统的对称性。如果它们能够打破对称性,它们可以在量子粒子相互作用时控制它们的自旋状态,从而产生可控的和预测的结果。

“我们的工作是关于量子控制,”论文作者杨博士和博士说。合肥微尺度物质科学国家实验室和中国科学技术大学近代物理系学生。吴还是中国科学院微尺度磁共振重点实验室的成员。

吴,他的博士主管荣和同事们以钻石中的氮空位为中心。具有额外电子的氮原子被碳原子包围,产生了完美的胶囊,以进一步研究电子的PT对称性。电子是单自旋系统,这意味着研究人员可以通过改变电子自旋状态的演变来操纵整个系统。

通过吴和荣所谓的扩张方法,研究人员将一个磁场施加到氮空位中心的轴上,将电子拉入兴奋状态。然后,他们应用振荡微波脉冲,改变系统的奇偶校验和时间方向,并使其随时间破裂和衰减。

“由于我们的膨胀方法的普遍性和我们平台的高可控性,这项工作为实验研究一些与PT对称性相关的新物理现象铺平了道路,”吴说。

通讯作者江峰杜,邢蓉,合肥微尺度物质科学国家实验室和中国科学技术大学近代物理系教授均表示赞同。

“从这种动力学中提取的信息扩展并加深了对量子物理学的理解,”同时也是中国科学院院士的杜说。 “这项工作打开了通过非经典量子系统研究异域物理学的大门。”

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