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英国物理学会《PhysicsWorld》杂志Headline News 报道我所冷原子中超对称的研究工作
2008-03-24  【 】【打印】【关闭
   报道世界物理科学最新进展的英国物理学会《Physics World》杂志318Headline News 报道我所研究员虞跃与美国佛罗里达州立大学杨昆教授关于冷原子中超对称的理论研究工作 [Phys. Rev. Lett. 100,090404(2008)]http://physicsworld.com/cws/article/news/33425

   超对称是粒子物理学家们相信的自然界中的一种基本对称性。组成我们世界的基本粒子以其统计性质可分为二类:玻色子和费米子。超对称性是说每一个基本粒子都应有一个除了统计性质不同外,其他特性,例如,电荷,质量,等等,都相同的“超伙伴”。然而,在现实世界中,我们还从来没有观察到过任何基本粒子的“超伙伴存在。也就是说,超对称性在自然界中是破缺的。CERN即将运行的Large Hadron Collider也许会观察到“超伙伴存在或存在的证据。

  除了基本粒子,世界上是否还有其他超对称的物理系统存在呢?虞跃和杨昆的工作展示了在冷原子系统中存在玻色原子和费米原子之间的超对称性,原因是在光格子中冷原子的各种物理参数,包括有效质量,相互作用,都是精确可调可控的。当然,这种非相对论性的超对称与粒子物理中的超对称性有很大区别,但有些物理性质可能有相通之处。例如,虞跃和杨昆的工作中研究了超对称的自发破缺,他们预言伴随着超对称自发破缺,有一种叫 Goldstino的费米型无能隙激发存在。但如果基态允许有有限密度费米子存在,Goldstino激发会要求较高的能量。Goldstino在粒子物理的超对称自发破缺中早已预言,但未被观测到。冷原子中Goldstino激发能隙的存在是可以借鉴的一个原因。

  有粒子物理学家警告说,冷原子中的超对称性研究可能对理解粒子物理中超对称粒子的性质不一定有帮助。但谁知道呢?毕竟冷原子实验的花费比起高能加速器来只是九牛一毛。我们为什么不试一试呢?更何况,研究这种超对称体系对冷原子和凝聚态物理的本身性质的理解也是有益的。例如,在虞跃和杨昆的工作中预言的Goldstino在凝聚态物理中本身就是一个非常罕见的集体激发:凝聚态物理中的费米型集体激发在有限温度通常分布在一个宽广的能量范围内,但Goldstino则在有限温度也保持为一个很锐利的激发。他们建议用Raman 谱技术探测这种特殊的集体激发。

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