近日，《Physical review Letters》刊發了上海交大物理與天文學院蔡子課題組的題為「A 1/3 power-law universality class out of stochastic driving in interacting systems」的文章，報道了其在隨機相互作用系統中發現1/3冪律動力學普適類的工作。
普適類是現代物理學中的一個重要概念。在一定條件下，不同的系統可能展現出某些普適的性質，這些性質往往與系統的大部分細節無關，而僅僅被少數關鍵因素所決定。
透過這些普適性質，人們可以將不同的系統進行分類。尋找和探索新的普適類是現代物理學的一個重要課題。相比於平衡態系統，非平衡系統中的普適類行為往往更為豐富，也更加有趣。另一方面，由於非平衡系統的複雜性，目前除了少數特例以外（如Kardar-Papisi-Zhang普適類） 人們對這類系統中普適類的認識極其有限，同時，也缺少通用的方法對這類問題進行系統地研究。
(a) 全連線的橫場量子伊辛模型中的鐵磁態；（b）無窮長程相互作用費米子系統中的電荷密度波態示意圖
平均場方法作為物理學中最基本的方法之一，在人們理解具有自發對稱破缺系統的過程中扮演了重要的角色。儘管這一方法已經被廣泛的運用到物理學的各個分支，平均場方程的動力學行為一直沒有被完全理解。
針對以上問題，上海交通大學蔡子課題組研究了一類平均場動力學方程，其中系統的相互作用強度隨時間隨機震盪（例如，有時排斥有時吸引）。他發現，在這類系統中，隨機性和非線性的互動作用導致了一種新的動力學普適類：平均場序參量隨時間以1/3 的冪律衰減。這一冪律極其普適，和系統的絕大部分具體細節，例如初態，譜函式，隨機驅動的強度和具體形式等等均無關。
這一結論也適用於所有可以用平均場理論描述的系統（超導、磁性，密度波等等）。透過進一步的唯象研究，他發現這一 1/3冪律可以用非線性擴散來解釋。這一結果為人們認識遠離平衡態系統中的動力學普適類提供了新的視角，也與當前超冷原子領域中cavity QED的實驗密切相關。
上海交通大學蔡子特別研究員為本文唯一作者。這一工作得到了科技部重點研發計劃、國家自然科學基金、中組部以及上海市人才計劃的資助的支援。
論文連結：
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.050601
--上海交通大學物理與天文學院
