“除非你有一个地外文明如今也在做这种试验，不然在任何时候都可以只需此项试验在运作，它是在生产宇宙里最寒冷的天气费米子。”一项新探索的专家那样详细介绍学生的成效。

科学家运用温度大约为寒冷的天气星际空间的30亿分之一的原子，开启了一个通向量子带磁的未知领域大门的。科学研究已发表于《自然·物理》上。

开创性量子手机模拟器所看到的繁杂磁有关的艺术大师想象图。实验操作中的手机模拟器用了比太空还需要冷30亿倍左右的镱原子。各种颜色意味着每一个原子的6种可能的自旋态。手机模拟器用了高达30万只原子，让科学家能直接观查粒子在量子磁场里的相互影响，这类多元性远远地远远超过了最厉害的高性能计算机的计算水平。（图／Ella Maru Studio, Courtesy of K. Hazzard, Rice University）

超冷原子的量子特点

费米子并不是少见的粒子，这也是一类自旋为半整数金额的粒子，电子器件、重子还有很多原子都是属于费米子，他们被称之为组成全部的物质根基。

与电子器件和光量子一样，原子一样遭受量子动力学模型基本定律的牵制，但是它们的量子个人行为只会在被制冷到贴近绝对零度的温度的时候才会展现出来。绝对零度是所有运动都终止的可望而不可即的温度。

几十年来，科学家一直应用激光器制冷来探讨超冷原子的量子特点。她们能将原子限定在一个中小型夹胶玻璃或金属盒中，来源于激光的促进会使极具的能量原子释放出来一些动能，这就好比冲着一杯热茶吹气检查，从而减少了整体上的温度。

勤奋越来越这么冷的“收益”是，物理特性逐渐更改，它变得更加“量子”了，让专家注意到新的情况。换句话说，用激光器制冷原子，并把它们运动的控制在电子光学格、一维、二维或三维月亮的光安全通道中，这种光安全通道就可作为量子手机模拟器，去解决传统式计算机无法克服的难点问题。

探寻SU(6)哈伯德实体模型

在此项实验中，精英团队应用激光器，将费米子（镱原子）制冷在绝对零度之上大概十亿分之一的范围之内。这也是很低的温度，乃至寒冷的天气、被大爆炸余晖所最温暖的星际空间，要比它要温馨30亿倍左右。

她们应用电子光学格来仿真模拟哈伯德实体模型，这也是理论物理学家罗伯特·哈伯德（John Hubbard）在1963年建立的一个常见的量子实体模型。

实质上，哈伯德实体模型致力于捕获最小成份，进而掌握固态原材料为什么变成金属材料、绝缘物、磁场或超导体。哈伯德实体模型常被用于科学研究原材料的带磁和超导体个人行为，尤其是那些电子器件间的相互影响造成集体行为的原材料，他们有些像在拥挤体育场馆中演出“人浪”喝彩的体育迷的集体相互影响。

仿真模拟的哈伯德实体模型具备被称作SU(N)特殊的对称，在其中SU代表独特酉群，这是一种叙述对称的数学原理，而N也表示实体模型中粒子的可能性自旋态。N数值越多，模型的对称与它所描绘的带磁的行为多元性也就越高。

镱原子有6种可能的自旋态，实验中的量子手机模拟器初次揭露了SU(6)哈伯德实体模型中磁有关。她们初次注意到了SU(6)哈伯德实体模型里的粒子孤电子对。这类孤电子对是近程的，但是随着粒子被进一步制冷，更细微、更奇异的化学物质相会出现。这种奇特相的一个有意思的地方是，他们没有明显方式，但是也不是随机事件。

实验装置平面图。(a) SU(6)哈伯德在系统三维电子光学格的各种各样配备中获得。自旋成份由核自旋投射量子数mI标识。(b) 试验平面图。在备好稳定状态和制冷全部隧穿全过程后，一个自旋有关的势梯度方向被运用来推动斯莱特型路轨。接着，每两个邻近的格位点被并入成检验格的单独结构域，然后开展光缔约，清除处在反对称自旋态的原子对。（图／Taie, S. et al., 2022）

试验有能力在三维格中捕捉高达30万只原子，这类复杂性是很难在计算机中中进行计算出来的。做为比照，即便是现阶段最厉害的高性能计算机，要想精确测算SU(6)哈伯德实体模型中即便是十几个粒子的举动，他们也力所不能及。

发展理论专用工具

试验协助科学家逐渐探寻SU(N)哈伯德模型的物理，它提供了一个珍贵的机遇，仔细观察这种繁杂的量子全面的运行状况，进而掌握他们。此项科学研究恰好是向着正确的方向迈开的主要一步。

因为状况比较复杂，科学家都还没把握能够很好地精确测量实验操作中粒子个人行为的一种手段。概念学者也正在进行中造就有关基础理论工具的使用科学研究。这种系统软件非常独特等特殊，科研人员希望用科学研究和认识他们，协助明确真正材料上所需要的重要成份。

#写作精英团队：

编译程序：Gaviota

排版设计：莹莹

#参照由来：

https://news.rice.edu/news/2022/sun-matter-about-3-billion-times-colder-deep-space

#图片出处：

封面照片&主图：Ella Maru Studio, Courtesy of K. Hazzard, Rice University