玻色玻璃（Bose Glass）是一种无序相互作用体系中的重要相位，因其在无序和相互作用之间的复杂相互作用而成为了近年来研究的热点。然而，玻色玻璃的非遍历性和其与多体局域化（MBL）之间的关系仍然存在许多未解的挑战，特别是在理解其热化行为和绝热演化方面。由于无序的存在，系统中的粒子容易局域化，使得玻色玻璃具有非绝热性，这一性质使得它难以通过传统的热力学途径进行处理。有鉴于此，剑桥大学Ulrich Schneider以及北京大学宋博等携手在Nature期刊上发表了题为“Observing the two-dimensional Bose glass in an optical quasicrystal”的最新论文。研究人员利用准晶光学晶格作为实验平台，研究了二维玻色玻璃的相变行为以及其与超流相之间的相互关系。通过实验与量子蒙特卡洛模拟相结合，他们直接观察到了玻色玻璃到超流体的相变，并确定了该体系在弱相互作用区域的相图。此外，实验还揭示了玻色玻璃的非绝热特性，验证了其非遍历的动力学性质。这些结果为深入理解玻色玻璃、MBL和玻璃态动力学之间的联系提供了新的视角，并为未来探索这一领域的更多物理现象奠定了基础。![]()
宋博，北京大学物理学院现代光学研究所助理教授，博雅青年学者。
2014年7月于西安交通大学获得学士学位，2019年6月于香港科技大学获得博士学位，2019年10月至2023年6月在剑桥大学卡文迪许实验室从事博士后研究。2023年6月加入北京大学物理学院。
(1) 本实验首次在二维八重旋转对称的准晶光学晶格中研究了弱相互作用玻色气体的相干性特性，观测到了玻色玻璃到超流体的相变。实验结果与量子蒙特卡洛模拟结果高度一致，进一步验证了实验的准确性。(2) 实验通过分析系统的动量分布，绘制了弱相互作用区域的相图，并观察到在该区域内的相变过程。此外，实验还研究了玻色玻璃的非绝热性，表明系统在该相中不能保持热平衡，表现出显著的熵增加。这一结果表明玻色玻璃具有非遍历性特征，与多体局域化（MBL）相联系，为进一步研究玻璃态动力学和MBL之间的关系提供了实验依据。
本文的研究揭示了无序与相互作用在玻色系统中的复杂性，尤其是玻色玻璃相的形成及其非绝热性。这一发现不仅深化了我们对玻色玻璃到超流相变的理解，还提出了玻色玻璃与多体局域化（MBL）之间的潜在联系。准晶光学晶格的使用，因其长程有序特性，为排除常规热化机制提供了独特的实验平台，进一步探索了非遍历系统的行为。研究表明，即使是缓慢的参数变化也可能使系统远离热平衡，这对量子统计物理学的绝热过程提出了挑战。这些发现为未来在复杂量子系统中探索无序、相互作用与玻璃态动力学的关系提供了重要启示，特别是在研究多体局域化和玻色玻璃在更广泛物理现象中的角色时具有重要意义。Yu, JC., Bhave, S., Reeve, L. et al. Observing the two-dimensional Bose glass in an optical quasicrystal. Nature 633, 338–343 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07875-2🌟 同步辐射，找华算 ！三代光源，全球机时，最快一周出结果，保质保量！👉全面开放项目：同步辐射硬线/软线/高能/液体/原位/SAXS/GIWAXS/PDF/XRD/数据拟合！🏅 500+博士团队护航，助力20000+研究在Nature&Science正刊及子刊、Angew、AFM、JACS等顶级期刊发表！
