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新手已上路木虫 (职业作家)
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这次中科大观测到量子涡旋晶格
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中国科学技术大学微尺度物质国家实验室潘建伟及其同事陈宇翱、姚星灿等在国际上首次实现了一种全新的量子物态——质量不平衡的玻色-费米双超流体，并在该双超流体中成功地产生和观测到玻色-费米量子涡旋晶格。这一实验发现开辟了超冷原子领域全新的研究方向，为理解复杂宏观量子现象提供了一种独特的研究手段。该研究成果近日发表在国际物理学权威学术期刊《物理评论快报》上 。《物理评论快报》以编辑推荐的形式报道了这项重要研究成果，美国物理学会网站Physics Synopsis栏目将该成果作为亮点报道。 该研究团队经过多年艰苦卓绝的努力，对超冷原子实验操控技术进行了全方位的革新，搭建了一套可以同时冷却操控锂和钾原子的世界领先的实验平台。通过发展新一代的激光冷却、高效率磁输运、光阱陷俘、高分辨成像等核心技术，研究人员最终成功地在一种独创的“碟片交叉光阱”中首次实现了质量不平衡的玻色-费米双超流体。在实现玻色-费米双超流体后，研究团队迅速把目光投向玻色-费米量子涡旋的研究。他们通过各种努力将各项实验参数优化到极致，最终在10 nK的极低温下，获得了高达150万锂原子和20万钾原子的双超流体，为产生和观测玻色-费米量子涡旋奠定了坚实基础。研究人员进一步设计了极其精巧的光学装置，产生了两束直径为20 μm、可以对称地围绕双超流体转动的激光，如同搅拌咖啡用的勺子，使得超流体随之旋转起来。利用他们创造性发展的能够同时对双组份原子进行高分辨成像的技术，通过精密调节旋转激光的位置、光强、频率等参数，最终成功地产生并观测到了玻色-费米量子涡旋晶格。 前几次都获诺奖了，那这次中科大观测到量子涡旋晶格是否可能？ 该项研究的预印本于2016年6月在arXiv.org公开后，引起学术界的广泛关注，获得了国际同行的高度评价。诺贝尔物理学奖得主W. Ketterle评价其为“一个精彩绝伦的实验工作”；诺贝尔物理学奖得主A. Leggett爵士认为，这是“极为重要的实验工作，毫无疑问将激发大量的理论研究”；麻省理工大学教授、著名物理学家M. Zwierlein称其为“超流研究领域一个里程碑式的工作”。《物理评论快报》审稿人认为这是超冷原子研究领域“一个最顶尖的实验工作”，“超流研究中最具竞争力的实验工作，为研究质量不平衡的双超流系统铺平了道路。” 文章链接： Xing-Can Yao, et al, "Observation of Coupled Vortex Lattices in a Mass-Imbalance Bose and Fermi Superfluid Mixture," Phys. Rev. Lett. 117, 145301  玻色-费米量子涡旋晶格 |
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