我國科學家在超冷原子量子模擬領域取得重大突破
發布時間:2016-10-12
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據新華社北京10月11日電 中國科學院１１日宣布，我國科學家在超冷原子量子模擬領域取得重大突破。中國科學技術大學和北京大學聯合團隊在國際上首次理論提出并實驗實現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致的新奇拓撲量子物性。研究成果發表在最新一期國際權威期刊《科學》上。
論文第一通訊作者、中科大潘建偉院士表示，這一關鍵突破將推動拓撲超流、拓撲超導等新奇拓撲量子物態的研究，進而給人們對物質世界的深入理解帶來重大影響。《科學》雜志評論認為，該工作“對研究超越傳統凝聚態物理的奇異現象具有重大潛力”。
論文通訊作者之一、北京大學教授劉雄軍介紹，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、拓撲絕緣體、拓撲超導體等凝聚態物理最前沿研究中扮演關鍵角色。但現實固體材料存在難以控制的復雜環境，難以進行新奇物態的研究，因此科學家們想到在可控的人造量子系統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，在超冷原子中實現人工自旋軌道耦合被國際上認為是最有可能實現新奇物態研究突破的方法之一，國外相關研究多次獲得諾貝爾獎。”潘建偉說，“過去五年里，在超冷原子中實現一維人工自旋軌道耦合在實驗上實現，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，必須獲得二維以上的自旋軌道耦合，這極具挑戰性，國際上多個團隊均在為此努力。”