麻省理工學院物理學家觀察超冷原子形成「量子龍捲」晶體

在2022年1月5日發表在《自然》雜誌上的一項研究中，麻省理工學院的團隊快速旋轉了超冷原子的量子流體。他們觀察到，最初的圓形原子云首先變形為一個薄薄的針狀結構。然後，在經典效應應該被抑制，只留下相互作用和量子法則來主導原子行為的時候，針狀物自發地斷成了一個結晶圖案，類似於一串微型的量子龍捲。

麻省理工學院物理學助理教授理察-弗萊徹說："這種結晶純粹是由相互作用驅動的，這個過程告訴我們我們正在從經典世界走向量子世界。"

這些結果是對快速旋轉的量子氣體的演變的第一個直接的、現場的記錄。麻省理工學院的托馬斯-A-弗蘭克物理學教授Martin Zwierlein說，旋轉的原子的演變大致類似於地球的自轉如何旋轉出大規模的天氣模式。

解釋地球旋轉效應的科里奧利效應類似於解釋帶電粒子在磁場中如何表現的洛倫茲力，即使在經典物理學中，這也會產生耐人尋味的模式形成，比如雲層以美麗的螺旋運動包裹著地球。而現在我們可以在量子世界中研究這個問題。

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