中國(guó)人民大學(xué)張威教授和北京大學(xué)劉雄軍教授、中國(guó)科大易為教授合作,在理論上預(yù)言并刻畫(huà)了一種同時(shí)由局域序參量及非局域拓?fù)洳蛔兞勘碚鞯男缕嫱負(fù)涑椛湎?。該成果以“Topological superradiant states in a degenerate Fermi gas”為題于7月22日發(fā)表在國(guó)際權(quán)威物理學(xué)雜志《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上。
近年來(lái)拓?fù)湎嗉巴負(fù)湎嘧兪艿侥蹜B(tài)物理,冷原子物理等領(lǐng)域研究人員的廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)相變不同,拓?fù)湎嘧兊陌l(fā)生一般并不伴隨著對(duì)稱性的破缺或者局域序參量的改變,而是由非局域拓?fù)洳蛔兞靠坍?huà)。作為聯(lián)系兩類截然不同的量子物相的橋梁,同時(shí)由局域序參量及拓?fù)洳蛔兞靠坍?huà)的新奇物相一直為人們所關(guān)注。
張威研究組與其合作者發(fā)現(xiàn),置于光學(xué)腔中的雙分量簡(jiǎn)并費(fèi)米氣體會(huì)在原子內(nèi)態(tài)與腔場(chǎng)相互作用下出現(xiàn)等效的自旋軌道耦合作用。通過(guò)調(diào)節(jié)腔的輸入光場(chǎng),體系在長(zhǎng)時(shí)極限下的穩(wěn)態(tài)可以被驅(qū)動(dòng)到一種新奇的拓?fù)涑椛鋺B(tài)上。在拓?fù)涑椛鋺B(tài)上,光腔中產(chǎn)生大量光子,費(fèi)米氣體中出現(xiàn)密度調(diào)制;同時(shí),體系也會(huì)獲得類似手性拓?fù)浣^緣體的拓?fù)浞瞧接剐再|(zhì)。研究組通過(guò)計(jì)算完整展示了體系的穩(wěn)態(tài)相圖,刻畫(huà)了拓?fù)涑椛湎嗟耐負(fù)湎嘧?,揭示了光?chǎng)強(qiáng)度、氣體密度分布等參量與體能隙、拓?fù)洳蛔兞康韧負(fù)湎嘧儏?shù)間的相互聯(lián)系,并依此提出根據(jù)腔光場(chǎng)變化及費(fèi)米氣體動(dòng)量分布探測(cè)拓?fù)湎嘧兊膶?shí)驗(yàn)方案。這一研究成果對(duì)新奇拓?fù)湎嘧兊难芯坑兄匾碚撘饬x,同時(shí)也是超冷原子氣體與腔動(dòng)力學(xué)復(fù)合體系研究的前沿進(jìn)展。
這項(xiàng)工作得到國(guó)家基金委、科技部、中科院、中國(guó)人民大學(xué)的支持。
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http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.115.045303
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