重磅,！佛科院黎永耀教授科研團隊在國際物理學(xué)頂級期刊《Physical Review Letters》（IF：9.227）發(fā)表論文
佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院物理與光電工程學(xué)院黎永耀教授研究團隊從理論上預(yù)言了一種存在于各向異性結(jié)構(gòu)空間的新型量子液滴,，并首次利用這種新型的量子液滴實現(xiàn)了一種全新類型的穩(wěn)定量子渦旋。
該研究以“Semidiscrete quantum droplets and vortices”為題,，于2019年9月27日在線發(fā)表在國際物理學(xué)頂級期刊《Physical Review Letters》（影響因子9.227,，中科院1區(qū)）上（如圖1所示）,，標(biāo)志首團隊在新型量子液滴及其渦旋的研究取得重大進展。
此項研究由黎永耀教授（通訊作者）研究團隊和以色列特拉維夫大學(xué)Boris A. Malomed教授團隊合作完成（其中佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院為第一署名單位）,，第一作者是佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院物理與光電工程學(xué)院17級光源與照明專業(yè)(卓越工程師班)的本科生張錫梁和徐曉喜同學(xué)（共同第一作者）,。該工作得到國家自然科學(xué)基金面上項目和青年項目、廣東大學(xué)生科技創(chuàng)新攀登計劃項目,、以色列科學(xué)基金以及佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院物理與光電工程學(xué)院的大力支持,。
圖1 論文封面及網(wǎng)頁截圖
量子液滴是一種新型的基于超冷原子玻色–愛因斯坦凝聚的一種宏觀量子自局域態(tài)。自2016年首次被實驗實現(xiàn)以來,，立即成為了物理學(xué)界的一個熱點研究課題,。量子液滴不僅可用于多體局域和量子多體問題的研究，而且在量子信息處理,、原子干涉儀,、精密測量等方面也有重要的應(yīng)用價值。它的一個很重要的成就就是解決了冷原子玻色氣體無法在高維度的無束縛環(huán)境下形成穩(wěn)定自局域的問題,。
2018年，佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院黎永耀教授研究團隊發(fā)現(xiàn),，量子液滴的內(nèi)在平衡效應(yīng)對量子渦旋態(tài)的穩(wěn)定有重要的意義,，這種效應(yīng)不僅可以克服孤立的量子渦旋很難在高維度空間實現(xiàn)穩(wěn)定的難題，而且可以實現(xiàn)具有高角動量的穩(wěn)定量子渦旋,。本年度他們在此研究基礎(chǔ)上從理論上證明了量子液滴可以存在于二維各向異性的結(jié)構(gòu)空間,，并可以穩(wěn)定形成一種新基于二維半離散各向異性空間的新型量子自局域渦旋（如圖2所示）。
這個發(fā)現(xiàn)突破了目前孤立量子渦旋只能存在于各向同性結(jié)構(gòu)空間的限制,，開創(chuàng)了一種全新形式的孤立波量子渦旋,。
圖2 半離散渦旋量子液滴(左)及其穩(wěn)定區(qū)域(右)示意圖
這種半離散的結(jié)構(gòu)空間是指量子液滴被囚禁在一排雪茄形的光晶格中，并形成一個維度連續(xù)而另一個維度離散的特殊各向異性空間結(jié)構(gòu)（如圖3所示）,。利用緊束縛近似的解析分析和數(shù)值計算,，研究團隊證明了量子液滴內(nèi)部的平衡效應(yīng)可以使得這種半離散的量子渦旋至少可以穩(wěn)定到拓?fù)浜蔀?的渦旋態(tài)。在該研究論文的最后,，研究團隊也對這種新型的量子液態(tài)渦旋態(tài)處于不穩(wěn)定時的豐富動力學(xué)行為（如圖4所示）以及其實驗實現(xiàn)的條件進行了探討,，為這種新型量子渦旋態(tài)的實驗觀測提供理論依據(jù)。
圖3 半離散各向異性空間示意圖
圖4 半離散量子液滴的各種非穩(wěn)動力學(xué)
[DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.133901]
上一篇:
下一篇: