低温下，强关联的二维体系倾向于表现出量子反常效应。量子反常效应源自量子涨落导致的经典对称性破坏。尽管量子反常效应在量子场论描述的多体问题中占有重要地位，却很难从实验上观察到相应的变量特征。在以往的研究中，研究人员已在二维费米气的实空间观测到量子反常效应，但观测效果远远不及理论预测结果显著。
近日，德国海德堡大学的Nicolò Defenu和Puneet A. Murthy（共同通讯作者）等通过研究超冷费米原子组成的二维超流体，发现其动量-空间分布表现出量子反常效应。
研究人员先向二维费米超流体中引入干扰，再监测其原子动量分布随时间的变化，发现上述强关联体系的动量-空间分布表现出与经典规律截然不同的规律。
研究发现，以幂律尾指数为特征的长程相关联表现出量子反常的特征。上述现象对二维超流体的关键性质具有重大影响。
该工作以“Quantum scale anomaly and spatial coherence in a 2D Fermi superfluid”为标题与2019年7月19日发表于国际顶刊Science上。
图一、二维费米超流体的动量-空间分布随时间的变化
图二、量子反常效应打破了动量空间的标度不变性
图三、二维费米超流体的量子反常效应与空间相干性
Quantum scale anomaly and spatial coherence in a 2D Fermi superfluid（Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aau4402）
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