授時中心等在冷原子研究境界對手中獲進展

文章来源:Erron 时间:2018-12-27

  授時中心等在冷原子研究境界對手中獲進展

 

  近日,國傢授時中心研讨員張首剛、張曉斐帶領的研讨團隊與中國群众大學协作,在冷原子理論研讨方面获得打破性進展。該團隊在國際上初次從理論上預測瞭具有Rashba自旋軌道耦合的軟核超冷玻色凝聚體中具有手征性的超固態,相關结果發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上。

  超固態是科學傢在上世紀六七十年代預言的一種奇異物質狀態,它同時具有固體和超流體的性質。2004年美國賓州州立大學的實驗組在Nature Science 分別發表論文,宣稱在超冷氦4中發現瞭超固態,惹起瞭科學傢的廣泛爭論。2017年闻名物理學傢、諾貝爾物理學獎獲得者Wolfgang Ketterle研讨組使用佈拉格衍射技術在自旋軌道耦合的玻色愛因斯坦凝聚中初次實驗觀測到瞭具有超固性質的條紋態,標志著超固現象研讨的严重打破。

  当前,具有二維自旋軌道耦合玻色凝聚體中的超固態成為瞭冷原子理論和實驗的前沿焦點。授時中心研讨團隊設計瞭一個全新的超冷原子系統,使超固體在自旋軌道耦协作用下表現出非平凡的量子流體動力特性和磁性特性。同時,研讨發現超固晶胞中的原子會沿某一方向自發地循環流動,在沒有外加旋轉的情況下自發產生瞭非零角動量,與磁性原料中的斯格明子晶格具有类似的非平凡拓撲自旋結構。這一發現使人類對自旋軌道耦合和超固現象有瞭新的認識,為探究和發現新奇量子態開辟瞭新的方向。

  這一新奇量子態在實驗實現上還面臨諸多困難,其中一個關鍵性問題是如何實現特定方式的自旋軌道耦合。該研讨團隊將在未來使用授時中心成熟的冷原子光鐘系統以及光鐘研制方面的技術積累,通過协作,力爭打破傳統冷原子系統面臨的技術瓶頸,實現高功能冷原子光鐘 。

  該任务的論文第一作者是授時中心副研讨員韓偉。相關研讨任务失掉瞭國傢自然科學基金、中科院“西部之光”、中科院青促會等的撑腰。

  文章鏈接

  

   自旋軌道耦合軟核超冷玻色凝聚體中具有手征性的超固態。圖中,亮度代替密度分佈,顏色圖代替相位分佈 。