“我科学家首次实现基于里德堡原子的多体自组织模拟”

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科学技术日报记者吴长锋

据中国科学大学介绍，该校郭光翠院士团队教授史保森、丁冬生教授与合作者合作，实验实现了基于里德堡原子的多体自组织模拟，研究成果日前发表在国际物理学知名期刊《物理评论x》上。

大树是如何生长的？ 晶体是如何产生的？ 病毒是如何感染人类的？ 由这些多体相互作用产生的新物质状态遵循自组织规律。 自组织是指混沌系统随机识别时形成耗散结构的过程，如物理学中相变和自发对称性的缺失现象、化学中分子的自组织和自催化互联网、生物学中蛋白质的自发折叠和动物的集体行为，是社会学、经济学、行为金融学 特别感兴趣和重要的现象是自组织临界( soc )行为:系统被系统行为发生巨大变化的临界点所吸引。 soc是自然界中许多复杂例子的核心，如森林火灾和病毒的传播等。 因此，研究soc对模拟自然界许多复杂的多体问题有着重要的意义。

里德堡原子系统中的原子间相互作用比稀薄的原子气体强得多。 强相互作用使科研人员能够在室温条件下的原子系统综合中关注非平衡相变现象。 科学家提出了一种新的探测方法:通过里德堡原子的电磁感应透明效应观测非平衡相变。 与以往的做法相比，将频率分辨率提高了两位数。 进一步，他们测量了完整的相图，观测了临界点附近的动力学行为，揭示了以前未被发现的弱驱动光条件下光学响应和非平衡动力学的时域光谱特征。 检测临界点附近系统的动力学演化行为，同时发现系统演化遵循幂指数函数。 实验结果与森林火灾模型预测的一样，为研究多体动力学中的基本物理开辟了新的途径。

评论者高度评价这一成果:“不仅对里德堡研究行业，对其他行业也产生了巨大的影响…技术水平非常高，首次准确描绘了里德堡体系的相图。” 这篇论文还从物理的角度被选为热点文章。 / br// h /