De onderzoekers kregen de experimentele observatie van de niet-ergodische veel-deeltjesdynamiek in een gas van sterk op elkaar inwerkende Rydberg-atomen door twee fotonenexcitatie van Rydberg-atomen bij kamertemperatuur, die wordt beïnvloed door een combinatie van lasercoherente aandrijving, Rydberg-atoominteracties en dissipatie. .

Door de laserparameters af te stemmen, observeerden de onderzoeksteams een niet-evenwichtsfaseovergang waarbij een splitsing plaatsvond tussen de ergodische en zwak niet-ergodische fasen. De atomen in de ergodische fase waren uniform verdeeld, terwijl het aantal Rydberg-toestandsdeeltjes in de zwak niet-ergodische fase niet-triviale oscillaties vertoonde.

De onderzoekers hebben ook langdurige collectieve oscillaties met meerdere lichamen in de orde van milliseconden vastgelegd, die de tijdschaal van de bijbehorende dissipatie ruimschoots overschrijden. In overeenstemming met de analyse van de onderzoekers was deze ergodische breuk te wijten aan de aggregatie van sterk op elkaar inwerkende Rydberg-atomen in de vrije ruimte.

Rydberg-veellichamensystemen zijn van groot belang voor het onderzoeken van ergodiciteitsbrekende dynamiek en niet-evenwichtsfaseovergang. Dit werk heeft licht geworpen op de ergodiciteit van complexe materie en het niet-evenwichtsfenomeen, en heeft de relatie blootgelegd tussen de dissipatie en de ergodiciteit.

De teams werden geleid door Guangcan Guo, onder leiding van prof. Baosen Shi en prof. Dongsheng Ding van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China (USTC) van de Chinese Academie van Wetenschappen, met de gezamenlijke inspanningen van de Universiteit van Nottingham, de East China Normal University en Universiteit van Durham.

Meer informatie: Dongsheng Ding et al, Ergocity breekt met Rydberg-clusters in een gedreven-dissipatief veel-lichamensysteem, Wetenschappelijke vooruitgang (2024). DOI:10.1126/sciadv.adl5893

Journaalinformatie: Wetenschappelijke vooruitgang

Aangeboden door de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China