#热力学#发现违反热力学的量子现象：热量不会从高温量子，传到低温量子！( 二 ) |量子|量子力学|

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固体中原子排列的不完美，会导致量子粒子可用路径之间的量子干涉，从而改变它走每条路径的可能性。在安德森定域化中，处于任何路径上的机会几乎为零，使得粒子被困在原地。动态局域化看起来很像安德森定域化，但不是被困在特定位置，而是粒子的能量被卡住了。作为一个量子物体，转子的能量和速度被限制在一组量化值之内。这些值形成一个抽象的网格或晶格，类似于原子在固体中的位置，并且可以在能量状态之间产生类似于物理空间中路径之间的干涉。
探索新的量子游乐场
不同可能的能量概率，而不是粒子的可能路径，干涉，能量和速度被卡在单个值附近，尽管有持续的踢。虽然安德森定域化为研究人员提供了一个理解单个被踢量子转子的视角，但对于许多可以来回抛掷能量的相互作用转子会发生什么，它留下了一些模棱两可的东西。一种普遍的预期是，额外的相互作用将破坏限制能量增加的量子平衡，从而允许正常加热。研究发现了一个一维系统，在这个系统中，预期可能不会成立。

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研究人员选择了一种相互作用的一维玻色气体，作为量子游乐场。在玻色气体中，沿着一条线来回拉开的粒子，扮演着转子在适当位置旋转的角色。气体原子遵循与被踢转子相同的基本原理，但在实验室中使用更实用。在实验室中，激光可以用来容纳气体，也可以将气体中的原子冷却到较低温度，这对于确保强大的量子行为必不可少。一旦研究小组选择了这个玻色量子游乐场，就探索了许多相互作用气体原子的数学模型。

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在不同的温度、相互作用强度和踢的次数下探索气体，需要研究团队在几种不同的数学技术之间切换，以获得完整的图像。最后的结果结合在一起表明：当一个强相互作用的气体，在零温度附近开始时，它可以经历动态局部化，该团队将这种现象命名为“多体动力学局部化” 。研究的合著者、布鲁克海文国家实验室的物理学家罗伯特·科尼克(Robert Konik)说：这些结果具有重要的意义，从根本上证明了我们对这些系统的不完全理解。
实验支持
还包含了可能应用的种子，因为不接受能量的系统，应该对量子退相干效应不那么敏感，因此可能对制造量子计算机有用。当然，理论解释只是谜团的一半；实验证实对于了解理论是否站得住脚至关重要。幸运的是，美国一项实验一直在研究同样的话题，这启发了加州大学圣巴巴拉分校物理学副教授大卫·韦尔德利用团队的实验专业知识来探索多体动力学，通常情况下，说服实验者做基于理论的实验并不容易。

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研究团队使用锂原子的量子气体，这种气体受到激光的限制，以创建一个类似于加里茨基团队开发的理论模型实验（主要的不同之处在于，在实验中，原子运动是三维的，而不是只有一维）。在实验中，研究团队使用激光脉冲踢原子数百次，并反复观察它们，在实验的不同阶段，将原子的相互作用强度调到不同值。这可以非常完美地进入一个不相互作用的区域，这是很容易计算出其行为的。

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然后可以不断增加相互作用，进入一种更像新研究中的理论现象，确实观察到了安德森定域化，即使在可以为系统增加的最强相互作用情况下也是如此。初步结果证实了这样的预测：即即使强相互作用是图像的一部分，多体动力学局部化也可以发生，这为研究人员试图确定量子世界和经典世界之间的边界打开了新机会。研究能够展示一些人们没有预料到的东西，而且它在实验上也是相关的，这是非常棒的！