我國科學(xué)家在超冷原子量子模擬領(lǐng)域取得重大突破
發(fā)布時間:2016-10-12
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據(jù)新華社北京10月11日電 中國科學(xué)院１１日宣布，我國科學(xué)家在超冷原子量子模擬領(lǐng)域取得重大突破。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和北京大學(xué)聯(lián)合團隊在國際上首次理論提出并實驗實現(xiàn)超冷原子二維自旋軌道耦合的人工合成，測定了由自旋軌道耦合導(dǎo)致的新奇拓撲量子物性。研究成果發(fā)表在最新一期國際權(quán)威期刊《科學(xué)》上。
論文第一通訊作者、中科大潘建偉院士表示，這一關(guān)鍵突破將推動拓撲超流、拓撲超導(dǎo)等新奇拓撲量子物態(tài)的研究，進而給人們對物質(zhì)世界的深入理解帶來重大影響?！犊茖W(xué)》雜志評論認為，該工作“對研究超越傳統(tǒng)凝聚態(tài)物理的奇異現(xiàn)象具有重大潛力”。
論文通訊作者之一、北京大學(xué)教授劉雄軍介紹，自旋軌道耦合是指粒子自旋和軌道運動之間的相互作用，它在自旋電子學(xué)、拓撲絕緣體、拓撲超導(dǎo)體等凝聚態(tài)物理最前沿研究中扮演關(guān)鍵角色。但現(xiàn)實固體材料存在難以控制的復(fù)雜環(huán)境，難以進行新奇物態(tài)的研究，因此科學(xué)家們想到在可控的人造量子系統(tǒng)中模擬自旋軌道耦合。
“超冷原子是指原子處于接近絕對零度，在超冷原子中實現(xiàn)人工自旋軌道耦合被國際上認為是最有可能實現(xiàn)新奇物態(tài)研究突破的方法之一，國外相關(guān)研究多次獲得諾貝爾獎。”潘建偉說，“過去五年里，在超冷原子中實現(xiàn)一維人工自旋軌道耦合在實驗上實現(xiàn)，取得了一系列成果。但要探索更加廣泛深刻的新型拓撲量子物態(tài)，必須獲得二維以上的自旋軌道耦合，這極具挑戰(zhàn)性，國際上多個團隊均在為此努力。”