分數(shù)量子渦旋和渦旋晶格的產(chǎn)生及動力學(xué)研究取得新進展

【資料簡介】

分數(shù)量子渦旋和渦旋晶格的產(chǎn)生及動力學(xué)研究取得新進展 
           近日，中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室劉伍明研究員領(lǐng)導(dǎo)的小組在光與物質(zhì)相互作用研究領(lǐng)域取得重要進展。他們發(fā)現(xiàn)在激光冷卻的原子玻色--愛因斯坦凝聚中可以產(chǎn)生一種新穎的量子相--分數(shù)量子渦旋和渦旋晶格（Fractionalized vortex and vortex lattices），并進一步預(yù)言在正方形分數(shù)量子渦旋晶格中可嵌入空間調(diào)制的自旋密度波。這一研究成果已發(fā)表在7月4日出版的Physical Review Letters 0，00402 （2008） 上。

    研究光與物質(zhì)相互作用以及揭示新奇量子現(xiàn)象并利用其奇異性質(zhì)設(shè)計新型的量子器件，這是人們以來一直感興趣的問題，例如997年度的諾貝爾物理學(xué)獎授予美國斯坦福大學(xué)朱棣文教授、美國標準與技術(shù)研究院菲利普斯博士和法國巴黎高師科昂－塔諾季教授，以表彰他們發(fā)明了用激光冷卻進行低溫下俘獲原子的方法。200年度的諾貝爾物理學(xué)獎授予美國標準與技術(shù)研究院科納爾博士和威依邁博士、麻省理工學(xué)院凱特納教授，以表彰他們實現(xiàn)堿性原子的玻色--愛因斯坦冷凝，揭示了一種新的物質(zhì)狀態(tài)。與固體相比，原子玻色-愛因斯坦凝聚是一種新的凝聚態(tài)物質(zhì)，有著許多可控的自由度，為深入研究各種新的量子相變以及強關(guān)聯(lián)效應(yīng)提供了新的、干凈的物質(zhì)體系和信息載體, 為探索全新的量子現(xiàn)象，發(fā)展新的量子調(diào)控方法開辟了新的途徑，并且可以用來設(shè)計量子信息器件。劉伍明研究員及其合作者自 999 年以來一直致力于光與物質(zhì)相互作用的研究，并取得了一些重要研究成果，曾先后在 Physical Review Letters 上發(fā)表論文 6 篇。

    劉伍明研究員、博士后紀安春博士和加拿大不列顛·哥倫比亞大學(xué)周飛教授zui近設(shè)計了一個冷原子系統(tǒng)。他們發(fā)現(xiàn)當加上脈沖磁場時，在旋轉(zhuǎn)光勢阱中的原子玻色--愛因斯坦凝聚中可以產(chǎn)生一種新穎的量子相--分數(shù)量子渦旋和渦旋晶格（Fractionalized vortex and vortex lattices），并進一步預(yù)言空間調(diào)制的自旋密度波可嵌入在正方形分數(shù)量子渦旋晶格中。他們還詳細地研究了在實驗上通過斯特恩-格拉赫磁場中原子玻色--愛因斯坦凝聚擴張的吸收譜來觀測這種新穎的量子相。這項新的研究工作對進一步認識光與物質(zhì)相互作用具有非常重要的意義。

    相關(guān)研究得到中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委員會和科技部的支持。