近日，中國科學院理論物理研究所聯合寧波大學，采用路徑積分蒙特卡洛方法，結合連續空間的蠕蟲算法，對真實實驗條件下玻色型雙微波屏蔽極性分子氣體的有限溫性質進行了研究。
研究在所得有限溫相圖中，確定了玻色—愛因斯坦凝聚的臨界溫度Tc。當調節微波參數使吸引相互作用增強時，Tc上升；當分子間相互作用以排斥為主時，Tc降低。在T<Tc且偶極吸引較強的區域，根據體系的幾何性質能夠識別出膨脹氣體相和自束縛氣體相兩種相。這兩種相表現出顯著多體關聯，其特征為反聚束密度—密度關聯。該研究重點分析了兩個關鍵物理量。一是凝聚占比，由長程偶極—偶極相互作用與短程屏蔽勢共同影響；二是超流占比，由低能聲子激發決定。兩者均隨溫度下降而增加，但它們對相互作用強度的響應存在本質差異，這與稀薄原子玻色–愛因斯坦凝聚不同。自束縛氣體相表現出低凝聚占比但高超流占比的特征，類似于強關聯4He超流。研究還發現，盡管徑向勢阱會模糊以氣體體積測量的相邊界，但通過氣體長寬比可以清晰識別從膨脹氣體到自束縛氣體的轉變，從而揭示凝聚占比與偶極—偶極相互作用之間的復雜關系。
這一工作為理解真實實驗條件下雙微波屏蔽極性分子體系，提供了可靠且量化的理論框架，對實驗實現極性分子玻色–愛因斯坦凝聚具有參考價值。同時，即將開展的實驗可用于驗證有效勢、檢驗理論模型，能夠加深對分子相互作用的理解。該研究為探索更多奇異多體相提供了可能途徑。
相關研究成果研究發表在PRX Quantum上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金和中國科學院相關項目的支持。