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    日期 2021-05-07   來cong)矗(chu)!--SourceStart-->數理科學部(bu)   作者︰姜向偉 張詩按(an) 齊靜波(bo) 倪培根(gen)  【大(da) 】   【打(da)印】   【關(guan)閉

    圖1 (A)三維自旋軌(gui)道(dao)耦合裝ba)檬疽饌跡唬)實di)楣gou)造的(de)三維拉曼勢結構(gou)geng) dao)致原子在格點(dian)之間的(de)自旋翻(fan)轉隧穿(chuan)

    圖2 (A)通過虛擬斷(duan)層(ceng)成(cheng)像法(fa)重構(gou)三維自旋紋理,找到(dao)兩個(ge)外爾(er)點(dian)的(de)位置;(B)通過量子淬(cui)火動(dong)力學對(dui)外爾(er)點(dian)位置的(de)標定(ding)

      在國家自然科學基金項目(批準號︰11825401、11761161003、11921005、 12025406)等(deng)資助下,中國科學技術大(da)學潘建偉a) chen)帥教授研究團隊(dui)與北(bei)京大(da)學劉雄軍教授研究團隊(dui)合作,在超(chao)冷原子模擬拓撲量子材(cai)料方(fang)面取得(de)了進展geng)T詮噬鮮狀ci)利用超(chao)冷原子體系deng)迪(di)至巳 孕gui)道(dao)耦合,並(bing)構(gou)造出(chu)有且僅有一對(dui)外爾(er)點(dian)的(de)理想外爾(er)半(ban)金屬能帶(dai)結構(gou)geng)8gai)成(cheng)果以“ao)萌 孕gui)道(dao)耦合量子氣體實di)擲硐臚舛er)半(ban)金屬能帶(dai)(Realization of an ideal Weyl semimetal band in a quantum gas with 3D spin-orbit coupling)”bi) 猓 021年04月16日發(fa)表(biao)在《du)蒲?罰(fa)cience)雜志上,論文鏈chun)櫻ttps://science.sciencemag.org/content/372/6539/271。

      外爾(er)半(ban)金屬是一類重要的(de)拓撲物態,其能帶(dai)中外爾(er)點(dian)結構(gou)具有許多(duo)奇異性質,有且僅有兩個(ge)外爾(er)點(dian)的(de)外爾(er)半(ban)金屬--理想外爾(er)半(ban)金屬,是外爾(er)半(ban)金屬“ao)易濉敝凶釵 chu)的(de)一員bao) 萇de)相互作用關(guan)聯相總是拓撲非(fei)平庸gou)de)。近幾gai)暉舛er)半(ban)金屬材(cai)料研究取得(de)諸多(duo)重要進展geng) dan)僅有兩個(ge)外爾(er)點(dian)的(de)外爾(er)半(ban)金屬尚未ci)迪(di)幀R虺chao)冷原子體系dao)哂謝肪(fang)掣(che)刪唬 gao)度(du)可控等(deng)重要特性,通過超(chao)冷原子研究拓撲量子物態目前ba)橇孔幽D飭 蛑幸桓ge)活躍的(de)方(fang)向,其中人工(gong)合成(cheng)自旋軌(gui)道(dao)耦合是實di)滯仄宋鍰 de)一項重要技術。實di)滯舛er)半(ban)金屬等(deng)高(gao)維拓撲物態的(de)模擬,三維自旋軌(gui)道(dao)耦合是其必要條件。構(gou)建更(geng)加復(fu)cong)擁de)三維非(fei)阿(a)貝(bei)爾(er)規(gui)範(fan)du)疲 誄chao)冷原子量子模擬領域是一項重大(da)挑戰。

      中國科學技術大(da)學與北(bei)京大(da)學聯合研究團隊(dui)設計了巧妙的(de)光(guang)路fa)   guang)晶格“ba) 5°,並(bing)將相位鎖定(ding),準確fan)乖(guai)斐chu)理論方(fang)案中三維結構(gou)gou)de)拉曼勢,合成(cheng)三維自旋軌(gui)道(dao)耦合(圖1),同時bi) diao)節實di)椴瘟亢銑cheng)了有且僅有兩個(ge)外爾(er)點(dian)的(de)能帶(dai)結構(gou)geng) 芯客哦dui)借鑒了北(bei)大(da)組和香港科技大(da)學G.-B. Jo組合作提出(chu)的(de)虛擬斷(duan)層(ceng)成(cheng)像法(fa),利用體系dang)畝dui)稱(chen)性,通過調(diao)節拉曼失諧chang) deng)效得(de)到(dao)z方(fang)向不(bu)同動(dong)量平面上的(de)自旋紋理,重構(gou)gou)chu)三維動(dong)量空間的(de)自旋紋理,找到(dao)外爾(er)點(dian)(圖2A)。隨後利用量子淬(cui)火動(dong)力學提取出(chu)該(gai)平面能帶(dai)的(de)拓撲特征,進而(er)確fan)ding)外爾(er)點(dian)的(de)位置(圖2B)。兩種方(fang)法(fa)互相佐證,印證了理想外爾(er)半(ban)金屬能帶(dai)的(de)實di)幀/p>

      該(gai)工(gong)作開啟了超(chao)越傳(chuan)統chen)么 錮淼de)外爾(er)型拓撲物理量子模擬,為冷原子體系di)芯客舛er)物理中的(de)新奇現象展gua)至誦碌de)方(fang)向,相關(guan)技術方(fang)案gan)部(bu)賞乒guang)到(dao)超(chao)冷費(fei)米子體系dao) 骨(gu)抗guan)聯拓撲物理研究領域,有望大(da)力推動(dong)超(chao)冷原子量子模擬的(de)發(fa)展geng)/p>




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