2020年5月7日
郭广灿院士小组在里德堡原子研究方面取得了重大进展:石宝森教授、丁东升教授和Charles Adams教授等基于Rydberg Atoms进行了多体自组织实验模拟，其主要结果已于2020年4月29日发表在著名的journal of物理检查X．
有很多现象在自然进化规律的多体的物理,树如何成长,如何晶体自发形成,病毒细胞如何积累,最终发展成病毒,和社交网络如何交互感染人类,这些新国家由于多体的相互作用服从一种自组织的法律。自组织是混沌系统被随机识别后形成耗散结构的过程，例如物理上的非平衡相变，化学上的分子自组装和自催化网络，生物学上的蛋白质自发折叠和动物的群居行为，计算机科学中的细胞自动机，以及诸如社会学、经济学、行为金融学和欧洲杯线上买球人类学(如批判性聚类和群体思维)等领域。一个特别有趣和重要的现象是自组织临界(SOC)行为:一个系统被吸引到一个临界点，在这个临界点上系统的行为发生了戏剧性的变化。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。因此，SOC的研究对于模拟自然界中复杂的多体问题具有重要意义。
里德堡原子中的原子之间的相互作用比与原子气体的相互作用要强烈得多，高极化性使得原子之间的偶极相互作用可以达到几微米长的范围。强相互作用使我们能够观察到系综中的非平衡相变。传统的方法用于检测非平衡相变，精度可达几百MHz。Ding等人提出了一种利用里德堡原子的电磁感应透明效应来检测非平衡相变的新方法。与传统方法相比，频率分辨率提高了两个数量级。进一步，他们测量了完整的相图，观察了临界点附近的动态行为，揭示了之前未观测到的弱驱动光下的非平衡动力学的光学响应和时域光谱特性。图1显示了他们从扫描的光谱信号中得到的相图。根据相图，可以清楚地区分非相互作用相和相互作用相。当相互作用中里德堡原子的平均数目达到临界值，系统从无相互作用的相跃迁到相互作用的相(图2)，反之亦然。由于测量的灵敏度在MHz范围内，可以检测到系统在临界点附近的动态演化，发现系统演化服从幂律函数。 The experimental results are predicted by the forest fire model, which opens up a new way to study the basic physics of many-body dynamics. The referees show very excellent evaluations: "This is probably the most detailed and elaborate study of Rydberg Atom Behavior in Rydberg vapor reported so far. " "their results are impactful enough, potentially also beyond the Rydberg community, to merit publication in PRX. " "their findings will have significant implications not only for the Fort Reed field, but for other fields as well, making them worthy of publication in PRX. " "The quality of The presentation is very high. All in All, a very nice . Congratulations! " "From my point of view, the technical level of the paper is very high as mentioned, and the phase diagram is interesting in the sense of its first accurate determination for a Rydberg ensemble. ". "In my opinion, the technical level of this paper is very high, the first accurate characterization of the Rydberg system phase diagram.
文章链接:https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.10.021023
物理学的观点:https://physics.aps.org/欧洲杯猜球平台articles/v13/70
来源:http://en.ustc.edu.cn/