海立方官网手机版

北大物理学院马仁敏课题组实现基于模式耦合光场局域化机制的魔角激光器
1/f噪声抑制的光学外差干涉传感芯片
南京大学缪峰团队提出迄今最高并行度的神经形态计算方案
集信息发射、接收、显示、存算于一体的智能量子点发光忆阻器
极低电压极低功耗的锁相环时钟生成器
可演化AI芯片
纳米自组装半导体超晶格电子-声子强相互作用与自陷态辐射
超宽禁带氮化物半导体材料高效p型掺杂
深回退效率提升数字密集型功率放大器芯片
上海光机所在小型化自由电子激光研究中取得突破性进展
官方微信
友情链接

西安交大科研人员在超冷原子物理领域取得系列新进展

2021-08-26

 

经过近三(san)十(shi)年的(de)蓬勃发(fa)展(zhan),超(chao)冷原子(zi)(zi)(zi)物(wu)理(li)(li)已(yi)经成为人(ren)们开展(zhan)量(liang)子(zi)(zi)(zi)物(wu)理(li)(li)研(yan)究(jiu)的(de)重要平(ping)台。利(li)用该平(ping)台,人(ren)们深(shen)入研(yan)究(jiu)了玻色—爱因斯坦凝聚(BEC)、BCS型(xing)费米超(chao)流、BCS-BEC渡(du)越、拓(tuo)扑相和拓(tuo)扑相变等(deng)丰富的(de)物(wu)理(li)(li)现(xian)(xian)象,极大(da)地深(shen)化了人(ren)们对超(chao)导、超(chao)流、量(liang)子(zi)(zi)(zi)磁性(xing)、拓(tuo)扑相变等(deng)物(wu)理(li)(li)现(xian)(xian)象的(de)认识。近日,西安(an)交通大(da)学物(wu)理(li)(li)学院副教(jiao)授张仁与美国(guo)普渡(du)大(da)学教(jiao)授周琦研(yan)究(jiu)组开展(zhan)合作,在超(chao)冷原子(zi)(zi)(zi)物(wu)理(li)(li)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)模拟(ni)方面(mian)取(qu)得了系列进展(zhan),相关成果(guo)在物(wu)理(li)(li)顶级期(qi)刊《物(wu)理(li)(li)评论通讯》(Physical Reviews Letter)和《科学公报》(Science Bulletin)发(fa)表。

基于(yu)超冷原子(zi)(zi)物(wu)(wu)理(li)(li)平(ping)台,人(ren)(ren)(ren)(ren)们(men)可以(yi)开展新奇量子(zi)(zi)物(wu)(wu)理(li)(li)研究(jiu)(jiu)(jiu),深化(hua)人(ren)(ren)(ren)(ren)们(men)对弯曲空(kong)间及其(qi)对称(cheng)性应用(yong)的(de)(de)(de)认识。一(yi)方面,借助于(yu)超冷原子(zi)(zi)物(wu)(wu)理(li)(li)灵活的(de)(de)(de)可操控性,人(ren)(ren)(ren)(ren)们(men)可以(yi)研究(jiu)(jiu)(jiu)高维(wei)(wei)空(kong)间的(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)(li)现(xian)象,因此,对人(ren)(ren)(ren)(ren)工维(wei)(wei)度的(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)是近(jin)年来人(ren)(ren)(ren)(ren)们(men)非常重(zhong)视的(de)(de)(de)前沿研究(jiu)(jiu)(jiu)方向(xiang)之一(yi)。比(bi)如,利(li)用(yong)激光(guang)和原子(zi)(zi)的(de)(de)(de)相互作用(yong),人(ren)(ren)(ren)(ren)们(men)实现(xian)了霍(huo)(huo)尔(er)(er)圆(yuan)柱(zhu)以(yi)及霍(huo)(huo)尔(er)(er)带等几何结(jie)(jie)构(gou),进而研究(jiu)(jiu)(jiu)其(qi)中的(de)(de)(de)新奇物(wu)(wu)理(li)(li)现(xian)象。张仁副教(jiao)授与周琦教(jiao)授研究(jiu)(jiu)(jiu)组(zu)通(tong)(tong)过研究(jiu)(jiu)(jiu)霍(huo)(huo)尔(er)(er)圆(yuan)柱(zhu)上(shang)的(de)(de)(de)局(ju)域(yu)化(hua)现(xian)象,从理(li)(li)论上(shang)指出人(ren)(ren)(ren)(ren)工维(wei)(wei)度上(shang)的(de)(de)(de)边界条件对局(ju)域(yu)化(hua)态的(de)(de)(de)出现(xian)至关重(zhong)要。相关结(jie)(jie)论与美国(guo)国(guo)家标准局(ju)IanSpielman教(jiao)授实验组(zu)的(de)(de)(de)实验结(jie)(jie)果(guo)(guo)一(yi)致,该研究(jiu)(jiu)(jiu)成果(guo)(guo)以(yi)《人(ren)(ren)(ren)(ren)工霍(huo)(huo)尔(er)(er)柱(zhu)上(shang)的(de)(de)(de)局(ju)域(yu)化(hua)》(Localization on a synthetic Hall cylinder)为题发表在(zai)《物(wu)(wu)理(li)(li)评(ping)论通(tong)(tong)讯》(2021)。

另一方面(mian)。超冷原子(zi)(zi)物(wu)理(li)研(yan)究(jiu)与更多的研(yan)究(jiu)领域逐渐交叉。具有(you)离(li)散标(biao)度不(bu)变(bian)(bian)性(xing)的Efimov态(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)吸引了(le)物(wu)理(li)学(xue)家们(men)长达数十(shi)年(nian)的兴趣。近(jin)年(nian)来的研(yan)究(jiu)发(fa)现(xian)(xian)Efimov效(xiao)应不(bu)仅存(cun)在(zai)于三体(ti)问(wen)题(ti)(ti)中(zhong),也出现(xian)(xian)在(zai)在(zai)拓扑材料、石墨(mo)烯(xi)等凝(ning)聚态(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)物(wu)质(zhi)中(zhong)。研(yan)究(jiu)在(zai)双(shuang)曲平(ping)(ping)(ping)面(mian)上(shang)的量子(zi)(zi)态(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)具有(you)跟Efimov态(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)类(lei)(lei)似(si)的性(xing)质(zhi)。具体(ti)来讲,庞(pang)加(jia)莱(lai)(lai)半平(ping)(ping)(ping)面(mian)和(he)庞(pang)加(jia)莱(lai)(lai)圆(yuan)盘上(shang)的非(fei)零能本(ben)征(zheng)态(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)是(shi)无穷简并(bing)(bing)(bing)的,并(bing)(bing)(bing)且简并(bing)(bing)(bing)态(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)之(zhi)间(jian)(jian)存(cun)在(zai)类(lei)(lei)似(si)Efimov态(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的离(li)散标(biao)度不(bu)变(bian)(bian)性(xing)。因(yin)此,他们(men)将这(zhei)些简并(bing)(bing)(bing)本(ben)征(zheng)态(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)称(cheng)为(wei)类(lei)(lei)Efimov态(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)。通过操控(kong)格点之(zhi)间(jian)(jian)的非(fei)均(jun)匀跃迁强度和(he)格点占据(ju)能量,作(zuo)者指(zhi)出平(ping)(ping)(ping)直二维(wei)空(kong)间(jian)(jian)里的格点模(mo)型可以模(mo)拟庞(pang)加(jia)莱(lai)(lai)半平(ping)(ping)(ping)面(mian)、庞(pang)加(jia)莱(lai)(lai)盘和(he)其他任(ren)意(yi)的二维(wei)黎曼曲面(mian),并(bing)(bing)(bing)为(wei)研(yan)究(jiu)弯曲空(kong)间(jian)(jian)里的新奇量子(zi)(zi)效(xiao)应提供(gong)了(le)新的平(ping)(ping)(ping)台。例(li)如,双(shuang)曲空(kong)间(jian)(jian)里存(cun)在(zai)漏斗(dou)口(kou)。在(zai)双(shuang)曲坐标(biao)系(xi)(xi)中(zhong),系(xi)(xi)统(tong)本(ben)征(zheng)态(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)指(zhi)数分布在(zai)漏斗(dou)口(kou)附(fu)近(jin)。因(yin)此,在(zai)动力学(xue)演化过程中(zhong),任(ren)何(he)初始波包(bao)都(dou)会朝漏斗(dou)口(kou)聚集,该现(xian)(xian)象被称(cheng)为(wei)量子(zi)(zi)漏斗(dou)现(xian)(xian)象。这(zhei)是(shi)物(wu)理(li)学(xue)家们(men)首次在(zai)厄米系(xi)(xi)统(tong)中(zhong)发(fa)现(xian)(xian)量子(zi)(zi)漏斗(dou)现(xian)(xian)象。该研(yan)究(jiu)成果以《人工双(shuang)曲面(mian)上(shang)的类(lei)(lei)Efimov态(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)和(he)量子(zi)(zi)漏斗(dou)效(xiao)应》(Efimov-like states and quantum funneling effects on synthetic hyperbolic surfaces)为(wei)题(ti)(ti)在(zai)线发(fa)表在(zai)《科(ke)学(xue)公报》。张仁是(shi)上(shang)述(shu)两(liang)篇论文的第一作(zuo)者,西安交大是(shi)第一署(shu)名单位(wei)。

对称性(xing)(xing)是人(ren)们(men)开(kai)展物(wu)理(li)学(xue)(xue)研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)最重(zhong)要(yao)工具之(zhi)(zhi)一。借助于对称性(xing)(xing)分(fen)析,人(ren)们(men)可以对相关物(wu)理(li)现象得(de)到最彻底的(de)(de)(de)(de)理(li)解(jie)。基(ji)(ji)于二维相互作用凝(ning)聚体(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)SU(1,1)对称性(xing)(xing),张仁副教授与周(zhou)(zhou)琦教授研(yan)(yan)究(jiu)组研(yan)(yan)究(jiu)了(le)二维玻色气(qi)体(ti)(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)动(dong)(dong)力(li)学(xue)(xue)问题(ti),提(ti)(ti)出(chu)(chu)了(le)能够(gou)调制(zhi)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)动(dong)(dong)力(li)学(xue)(xue)演(yan)化的(de)(de)(de)(de)SU(1,1)回(hui)波(bo)(bo)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa),并(bing)且基(ji)(ji)于该方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)对有着特殊几何结构的(de)(de)(de)(de)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)行为(wei)(wei)提(ti)(ti)供了(le)直观的(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)图像。巴黎高师2019年的(de)(de)(de)(de)一个实验发现了(le)某(mou)些(xie)(xie)形状的(de)(de)(de)(de)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)振荡周(zhou)(zhou)期跟传统理(li)论(lun)吻合,另外一些(xie)(xie)形状则有更(geng)长的(de)(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)期,甚至产生(sheng)不规则,没有周(zhou)(zhou)期的(de)(de)(de)(de)运(yun)动(dong)(dong)。呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)这(zhei)些(xie)(xie)新(xin)奇行为(wei)(wei)引起了(le)整个领域的(de)(de)(de)(de)极大兴(xing)趣,但(dan)一直缺乏理(li)论(lun)上(shang)的(de)(de)(de)(de)解(jie)释(shi)。作为(wei)(wei)任意简谐(xie)势(shi)阱(jing)(jing)本(ben)征(zheng)态的(de)(de)(de)(de)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo),其(qi)动(dong)(dong)力(li)学(xue)(xue)演(yan)化可以被可视(shi)化在(zai)(zai)单一庞加莱圆盘(pan)上(shang),在(zai)(zai)吸(xi)(xi)(xi)引或(huo)排斥势(shi)阱(jing)(jing)下分(fen)别(bie)对应(ying)于封闭(bi)或(huo)开(kai)放轨道。而SU(1,1)回(hui)波(bo)(bo)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)均可反(fan)转(zhuan)这(zhei)些(xie)(xie)动(dong)(dong)力(li)学(xue)(xue)过(guo)(guo)(guo)程(cheng),将这(zhei)些(xie)(xie)轨道封闭(bi)。而作为(wei)(wei)非简谐(xie)势(shi)阱(jing)(jing)本(ben)征(zheng)态的(de)(de)(de)(de)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)需要(yao)依赖于多个圆盘(pan)来描述其(qi)动(dong)(dong)力(li)学(xue)(xue)过(guo)(guo)(guo)程(cheng),周(zhou)(zhou)期变化的(de)(de)(de)(de)行为(wei)(wei)正是来源于不同(tong)(tong)(tong)圆盘(pan)之(zhi)(zhi)间的(de)(de)(de)(de)量子干涉。如果(guo)量子干涉里的(de)(de)(de)(de)动(dong)(dong)力(li)学(xue)(xue)相位非公度(du),呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)运(yun)动(dong)(dong)就不会表(biao)(biao)现出(chu)(chu)任何周(zhou)(zhou)期行为(wei)(wei)。不同(tong)(tong)(tong)于被动(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)动(dong)(dong)力(li)学(xue)(xue)所(suo)产生(sheng)的(de)(de)(de)(de)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo),SU(1,1)回(hui)波(bo)(bo)通过(guo)(guo)(guo)主动(dong)(dong)周(zhou)(zhou)期性(xing)(xing)调制(zhi)势(shi)阱(jing)(jing)频(pin)率,一方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)面使(shi)得(de)包括自(zi)由(you)膨(peng)胀(zhang)在(zai)(zai)内(nei)的(de)(de)(de)(de)动(dong)(dong)力(li)学(xue)(xue)过(guo)(guo)(guo)程(cheng)得(de)以反(fan)转(zhuan),另一方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)面扩大了(le)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)动(dong)(dong)力(li)学(xue)(xue)演(yan)化过(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)自(zi)由(you)度(du)。这(zhei)使(shi)得(de)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)SU(1,1)回(hui)波(bo)(bo)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)在(zai)(zai)探测简谐(xie)势(shi)阱(jing)(jing)失谐(xie)上(shang)有着一定的(de)(de)(de)(de)优(you)势(shi)。基(ji)(ji)于SU(2)对称性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)自(zi)旋回(hui)波(bo)(bo)在(zai)(zai)医疗和科研(yan)(yan)中(zhong)(zhong)已被广泛(fan)应(ying)用,对人(ren)们(men)的(de)(de)(de)(de)日(ri)常生(sheng)活产生(sheng)了(le)深刻(ke)影(ying)响,研(yan)(yan)究(jiu)人(ren)员相信,SU(1,1)回(hui)波(bo)(bo)未来也有望产生(sheng)重(zhong)要(yao)影(ying)响。该研(yan)(yan)究(jiu)成果(guo)以《量子气(qi)体(ti)(ti)中(zhong)(zhong)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)SU(1,1)回(hui)波(bo)(bo)》(SU(1,1) Echoes for Breathers in Quantum Gases)为(wei)(wei)题(ti)于2020年12月份(fen)在(zai)(zai)《物(wu)理(li)评(ping)论(lun)通讯》(2020)发表(biao)(biao)。张仁是该论(lun)文的(de)(de)(de)(de)共同(tong)(tong)(tong)第一作者。

该系(xi)列研究(jiu)受(shou)到国家重点研发计划和国家自(zi)然科(ke)学(xue)基金委资(zi)助。张仁的(de)主要研究(jiu)兴趣集中(zhong)在超冷原(yuan)子物理的(de)少体问题,多(duo)体动(dong)力学(xue)演化以(yi)及弯(wan)曲空间的(de)量子模拟。

论文链接:

文字:物理学院

图(tu)片:物理学院

编辑(ji):朱(zhu)凡煜

来(lai)源:

 



关于我们(men)
下载视频观看
联系方(fang)式
通信地址

北(bei)京市海淀区清华东路甲35号(林(lin)大北(bei)路中(zhong)段) 北(bei)京912信箱 (100083)

电话

010-82304210/010-82305052(传真)

E-mail

semi@semi.ac.cn

交通地图
友情链(lian)接
版权所有 海立方官网手机版研究所

备案号:, 京公网安备110402500052 海立方官网手机版所声明