实验中观测到光子的戈德斯通模和希格斯模
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物理系统所遵守的自然定律具有某种对称性,而物理系统本身并不具有这种对称性,则称此现象为自发对称性破缺。对称性自发破缺后,会产生两种类型的激发粒子:
一种无质量,被称为戈德斯通(Goldstone)粒子,这种粒子也被称为戈德斯通模;
另一种有质量,被称为希格斯(Higgs)粒子,这种粒子也被称为希格斯模。无质量的戈德斯通模已经在量子反铁磁体、超流和冷原子系统中检测到。德国科学家Ulf Bissbort等人首次在光晶格冷原子系统中的强相互作用玻色子里检测到有质量的希格斯模。希格斯模也可以用超导中的拉曼散射和弹性中子散射实验检测。
由德国科学家Manuel Endres等人于2012年在二维光晶格的冷原子系统中检测到希格斯模并且计算了它的衰变几率。实验上在陷俘系统中检测到希格斯模的离散性质。在相对论量子场论中人们已经熟知由希格斯机制可以推导出各种基本粒子的质谱。尽管人们已经预言了许多基本粒子的质量,但是原始的有质量的希格斯粒子依然是难以确定的,直到最近在大型强子对撞机所做的质量为125GeV和宽度为6MeV的实验中它才最终被确定下来。
实验中研究了N个二能级原子和单模微腔耦合的光学系统,通过减少原子数观察到戈德斯通模和希格斯模。他们使用1/J展开和精确对角化两种方法,分别计算了超辐射相位里的戈德斯通模和希格斯模的能量,和它们相应的光谱权重,其中J=N/2 (J是系统的总自旋),N是有限的。他们发现随着二能级原子数N减少到N=2时,由以上两种方法得到的结果都吻合。这表明用多体理论研究拥有大量粒子数的凝聚态系统的方法,也可以用来研究只有几个粒子的凝聚态系统。他们还使用1/J展开的方法研究了反向旋转波的效应,发现对几个原子来说,如果反向旋转波中原子与光子的耦合参数和旋转波中的原子-光子的耦合参数之比g'/g<1/3,在反向旋转波中有限尺寸效应将占主导。他们提出了一些减少临界耦合强度gc的方案,使得这两种模式可以在一些方便光学测量的实验系统中观测到。
链接:http://www.iphy.ac.cn/xwzx/kydt/201312/P020131225556850307351.pdf
2014年01月16日 12点01分 1
level 13
文盲表示意义不明。
2014年01月16日 12点01分 2
level 11
光子不应该具有有质量的希格斯粒子才是啊?……
2014年01月16日 12点01分 3
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分明感觉到一道难以逾越的隔阂
2014年01月16日 14点01分 4
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不明绝技
2014年01月16日 14点01分 5
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