論文の概要: Orientational melting in a mesoscopic system of charged particles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.00395v1
- Date: Thu, 1 Sep 2022 12:17:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-28 06:38:44.636204
- Title: Orientational melting in a mesoscopic system of charged particles
- Title（参考訳）: 荷電粒子のメソスコピック系における配向融解
- Authors: Lucia Duca, Naoto Mizukami, Elia Perego, Massimo Inguscio, Carlo Sias
- Abstract要約: 数個の粒子からなるメソスコピック系は、マクロ構造と大きく異なる挙動を示す。
マクロの世界では相反しない遷移は、配向融解である。
配向融解を定量的にキャラクタリゼーションし,モンテカルロシミュレーションを用いて粒子運動エネルギーを抽出した。
我々はマジックナンバーの存在を実証し、ピンニング不純物を加えることで融解の発生を局所的に制御する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A mesoscopic system of a few particles exhibits behaviors that strongly
differ from those of a macroscopic system. While in a macroscopic system phase
transitions are universal, a change in the state of a mesoscopic system depends
on its specific properties, like the number of particles, to the point that
changes of state can be disfavored for specific magic numbers. A transition
that has no counterpart in the macroscopic world is orientational melting, in
which localized particles with long-range repulsive interactions forming a
two-dimensional crystal become delocalized in common circular or elliptical
trajectories. Orientational melting has been studied extensively with computer
simulations and witnessed in a few pioneering experiments. However, a detailed
experimental investigation fully revealing its non-universal nature has been
missing so far. Here we report the observation of orientational melting in a
two-dimensional ensemble of up to 15 ions with repulsive Coulomb interaction.
We quantitatively characterize orientational melting, and compare the results
with a Monte Carlo simulation to extract the particles kinetic energy. We
demonstrate the existence of magic numbers, and control locally the occurrence
of melting by adding a pinning impurity. Our system realizes a
fully-controllable experimental testbed for studying the thermodynamics of
small systems, and our results pave the way for the study of quantum phenomena
in systems of delocalized ions, from the emergence of quantum fluctuations and
quantum statistics, to the control of multi-shell quantum rotors.
- Abstract（参考訳）: 数個の粒子からなるメソスコピック系は、マクロ構造と大きく異なる挙動を示す。
マクロ系相転移は普遍的であるが、メソスコピック系の状態の変化は、粒子の数のような特定の性質に依存するため、状態の変化が特定のマジック数に対して不利になる。
2次元結晶を形成する長距離反発相互作用を持つ局在化粒子が、一般的な円形または楕円軌道において非局在化される。
配向融解はコンピュータシミュレーションで広く研究され、いくつかの先駆的な実験で観察された。
しかし、その非普遍性を完全に明らかにする詳細な実験研究は、今のところ欠落している。
本稿では,最大15イオンの2次元アンサンブルにおける回転クーロン相互作用による配向融解の観察について報告する。
配向融解を定量的に特徴付け,モンテカルロシミュレーションと比較し,粒子運動エネルギーを抽出した。
マジックナンバーの存在を実証し,ピンニング不純物添加による融解の発生を局所的に制御する。
本システムは,小型系の熱力学を研究するための完全制御可能な実験ベッドを実現するとともに,非局在化イオン系における量子現象の研究方法として,量子揺らぎや量子統計の出現からマルチシェル量子ロータの制御への道を開いた。
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