物理學(xué)系齊燃副教授等在高分波強(qiáng)相互作用量子氣體研究中取得進(jìn)展
物理學(xué)系齊燃副教授、張芃教授與中國(guó)科技大學(xué)姚星燦、陳宇翱、潘建偉領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)小組以及清華大學(xué)翟薈教授合作，在鉀41原子氣體中發(fā)現(xiàn)了一種新型的高分波散射共振，并在該共振附近給出了體系存在d波分子超流的證據(jù)。相關(guān)工作發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《自然-物理》(Nature Physics)上(Nat. Phys. 15, 570-576 (2019))。齊燃副教授和姚星燦研究員是文章的共同第一作者。
隨著Feshbach共振技術(shù)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)上很早已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)具有s波強(qiáng)相互作用的量子簡(jiǎn)并氣體，如幺正費(fèi)米氣體等等。然而到目前為止，p波、d波等高分波共振附近很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定而易操控的簡(jiǎn)并量子氣體。而另一方面，高分波相互作用可以誘導(dǎo)諸如拓?fù)涑鲬B(tài)、各向異性配對(duì)等新奇的多體效應(yīng)。因此，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命且易操控的高分波強(qiáng)相互作用的簡(jiǎn)并量子氣體已經(jīng)成為了超冷原子領(lǐng)域中的一個(gè)重要的研究方向。
最近，我系齊燃副教授、張芃教授、清華大學(xué)翟薈教授與中國(guó)科技大學(xué)潘建偉、陳宇翱、姚星燦實(shí)驗(yàn)組合作，在41K簡(jiǎn)并玻色氣體中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)磁場(chǎng)寬度很寬且原子氣體壽命接近秒量級(jí)的d波共振。他們發(fā)現(xiàn)，在該散射共振附近（強(qiáng)相互作用區(qū)），玻色愛因斯坦凝聚體的壽命仍高達(dá)數(shù)百毫秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于多數(shù)多體系統(tǒng)的平衡時(shí)間。因此，該d波共振同時(shí)具備寬共振帶寬和長(zhǎng)壽命兩個(gè)特點(diǎn)，為基于d波相互作用的量子模擬研究提供了一個(gè)絕佳的平臺(tái)。這一工作為今后進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)各種由高分波相互作用誘導(dǎo)的新奇多體效應(yīng)提供了可能性。
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??圖1：d波共振導(dǎo)致的原子數(shù)損失增強(qiáng)。
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