A superheated Bose-condensed gas
A superheated Bose-condensed gas
复制标题
过热玻色凝聚气体
DOI：
10.1038/nphys2587
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
19.6
通讯作者：
Gaunt A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gaunt A
我们对物质各种状态的认识通常依赖于热力学平衡的假设。然而，物质的不同相之间的转变会受到非平衡现象的强烈影响。在这里，我们演示并解释了一个连续的二阶相变的非平衡失速的例子。我们创造了一种过热的原子玻色气体，其中玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）保持在平衡临界温度（Tc）以上，如果通过调整原子间相互作用减少其与周围热浴的耦合。对于消失的相互作用，BEC在过热状态下持续一分钟。然而，如果强相互作用突然开启，它就会迅速消失。我们的观察可以在一个双流体的图像中理解，将气体的冷凝和热组分视为具有可调组分间耦合的独立平衡系统。我们在实验上重建了我们的气体的非平衡相图，并在理论上再现了它的主要特征。
Our understanding of various states of matter usually relies on the assumption of thermodynamic equilibrium. However, the transitions between different phases of matter can be strongly affected by non-equilibrium phenomena. Here we demonstrate and explain an example of non-equilibrium stalling of a continuous, second-order phase transition. We create a superheated atomic Bose gas, in which a Bose–Einstein condensate (BEC) persists above the equilibrium critical temperature,,Tc, if its coupling to the surrounding thermal bath is reduced by tuning interatomic interactions. For vanishing interactions the BEC persists in the superheated regime for a minute. However, if strong interactions are suddenly turned on, it rapidly boils away. Our observations can be understood within a two-fluid picture, treating the condensed and thermal components of the gas as separate equilibrium systems with a tunable inter-component coupling. We experimentally reconstruct a non-equilibrium phase diagram of our gas, and theoretically reproduce its main features.
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