近日，《Physical review Letters》刊发了上海交大物理与天文学院蔡子课题组的题为“A 1/3 power-law universality class out of stochastic driving in interacting systems”的文章，报道了其在随机相互作用系统中发现1/3幂律动力学普适类的工作。
普适类是现代物理学中的一个重要概念。 在一定条件下，不同的系统可能展现出某些普适的性质，这些性质往往与系统的大部分细节无关，而仅仅被少数关键因素所决定。通过这些普适性质，人们可以将不同的系统进行分类。寻找和探索新的普适类是现代物理学的一个重要课题。相比于平衡态系统，非平衡系统中的普适类行为往往更为丰富，也更加有趣。 另一方面，由于非平衡系统的复杂性，目前除了少数特例以外（如Kardar-Papisi-Zhang普适类） 人们对这类系统中普适类的认识极其有限，同时，也缺少通用的方法对这类问题进行系统地研究。
图1 (a) 全连接的横场量子伊辛模型中的铁磁态； （b）无穷长程相互作用费米子系统中的电荷密度波态示意图
平均场方法作为物理学中最基本的方法之一，在人们理解具有自发对称破缺系统的过程中扮演了重要的角色。尽管这一方法已经被广泛的运用到物理学的各个分支，平均场方程的动力学行为一直没有被完全理解。针对以上问题，上海交通大学蔡子课题组研究了一类平均场动力学方程，其中系统的相互作用强度随时间随机震荡（例如，有时排斥有时吸引）。他发现，在这类系统中，随机性和非线性的交互作用导致了一种新的动力学普适类：平均场序参量随时间以1/3 的幂律衰减。这一幂律极其普适，和系统的绝大部分具体细节，例如初态，谱函数，随机驱动的强度和具体形式等等均无关。这一结论也适用于所有可以用平均场理论描述的系统（超导、磁性，密度波等等）。 通过进一步的唯象研究，他发现这一 1/3幂律可以用非线性扩散来解释。 这一结果为人们认识远离平衡态系统中的动力学普适类提供了新的视角，也与当前超冷原子领域中cavity QED的实验密切相关。
上海交通大学蔡子特别研究员为本文唯一作者。这一工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中组部以及上海市人才计划的资助的支持。
链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.050601
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