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低溫下，強關聯的二維體系傾向于表現出量子反常效應。量子反常效應源自量子漲落導致的經典對稱性破壞。盡管量子反常效應在量子場論描述的多體問題中占有重要地位，卻很難從實驗上觀察到相應的變量特征。在以往的研究中，研究人員已在二維費米氣的實空間觀測到量子反常效應，但觀測效果遠遠不及理論預測結果顯著。
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近日，德國海德堡大學的Nicolò Defenu和Puneet A. Murthy（共同通訊作者）等通過研究超冷費米原子組成的二維超流體，發現其動量-空間分布表現出量子反常效應。
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研究人員先向二維費米超流體中引入干擾，再監測其原子動量分布隨時間的變化，發現上述強關聯體系的動量-空間分布表現出與經典規律截然不同的規律。
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研究發現，以冪律尾指數為特征的長程相關聯表現出量子反常的特征。上述現象對二維超流體的關鍵性質具有重大影響。
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該工作以“Quantum scale anomaly and spatial coherence in a 2D Fermi superfluid”為標題與2019年7月19日發表于國際頂刊Science上。
圖一、二維費米超流體的動量-空間分布隨時間的變化
圖二、量子反常效應打破了動量空間的標度不變性
圖三、二維費米超流體的量子反常效應與空間相干性
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Quantum scale anomaly and spatial coherence in a 2D Fermi superfluid（Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aau4402）
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