精密光谱科学与技术国家重点实验室、量子科学与精密测量研究院武海斌教授的研究团队在腔内光子诱导长程相互作用的费米原子体系中观测到了系统越过量子相变的准热化行为，研究了领域内长期的争议问题：准稳态寿命的原子标度率问题。该研究成果于2023年12月12日以"Signatures of Prethermalization in a Quenched Cavity-Mediated Long-Range Interacting Fermi Gas" 为题发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)，并被编辑推荐为突出亮点工作，华东师范大学为论文第一完成单位，博士研究生武泽茂为该工作第一作者，武海斌教授为论文的通讯作者。

无论是在经典还是量子多体系统中，预测远离平衡态的非平衡动力学行为是最具挑战性的问题之一。对于长程相互作用体系，由于系统的非加性，系统表现出的动力学性质与短程相互作用系统存在着显著差别，也更加复杂，通常会表现出一些新奇的性质，如缓慢弛豫动力学和遍历性破缺等。这些动力学中的一个重要的特征是，当驱离系统远离平衡态，在系统再次建立平衡之前，会存在准静态，并且有较长时间尺度的寿命。超冷量子气体与腔量子电动力学（CQED）相结合的系统，由于腔光子媒介的长程相互作用以及光学腔的耗散通道，会使得该系统在达到非平衡动力学稳态之前表现出准热化行为。本工作对研究费米气体与CQED相耦合系统的非平衡动力学有重要意义，这将会促进很多重要领域的发展，如动态规范耦合，Higgs模式稳定和多体局域化等。

本项目受到了国家自然科学基金委重点项目、科技部重点研发计划以及量子信息技术上海市市级科技重大专项、中央高校基本科研业务费的支持。

新闻链接：

https://www.ecnu.edu.cn/info/1094/65349.htm

武海斌教授团队研究成果在 Physical Review Letters 发表(编辑推荐)

图 (a)内腔光场的动力学演化示意图，插图绿色曲线为理论模拟结果。(b)内腔光场演化的直方图