我首次實現虛磁場中“李-楊零點”探測
- 發佈時間：2015-01-25 01:30:42 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
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科技日報訊 （記者吳長鋒 通訊員楊保國）中國科學技術大學近代物理系杜江峰教授團隊的彭新華教授等和香港中文大學劉仁保教授的理論研究組合作，在國際上首次成功實現探測虛磁場中“李-楊零點”實驗。該研究成果近日發表在國際權威物理學期刊《物理評論快報》上。
1952年，李政道和楊振寧證明了Ising鐵磁模型在複數域記憶體在可以使系統配方函數為零的點（即李-楊零點）。通過李-楊零點，我們可以獲得系統各種熱力學性質，如熵、配分函數、自由能等，對於多體系統的相變研究有重要意義。由於這些零點存在於虛磁場條件下，李-楊零點一直以來被認為僅僅存在於理論中，實驗上直接探測是非常困難的。
不久前，香港中文大學劉仁保教授研究組的理論研究表明，如果引入一個與系統耦合的探測比特，則該探測比特量子相干在時間域上的零點和該系統的李-楊零點存在一一對應的關係，説明李-楊零點實驗上的直接觀測是可能的。
該合作研究團隊利用亞磷酸三甲酯的分子，其中的磷核自旋作為探測比特，9個氫核自旋模擬Ising鐵磁系統，通過核磁共振方法，首先將磷核自旋製備到自旋向上和向下的量子疊加態，然後觀測其量子相干隨時間的演化，首次在實驗上直接觀測到該系統的李-楊零點，並通過這些零點研究了系統的自由能和相變現象。
專家稱，這是虛磁場中李-楊零點在真實實驗中的第一次直接觀測，不僅在統計物理中極為重要，同時對研究複雜實際體系中隱藏在物理參數複數域內新的物理現象提供了一種新的方法和實驗實現的可能性。
