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quantum999

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[资源] 物理所新进展：光学微腔阵列中极化光子的量子磁性动力学

光学微腔阵列中极化光子的量子磁性动力学

最近，中科院物理所刘伍明研究员领导的小组在光与物质相互作用研究领域取得重要进展。他们发现光学微腔阵列可以有效地实现量子铁磁相和反铁磁相，并进一步预言存在一种新颖的超逆流凝聚相（Super－counter－fluidity phase）。

研究光与物质相互作用以及光子之间的相互作用并利用其奇异性质设计新型的量子器件，这是长期以来人们感兴趣的问题。直到2005年，美国加州理工Kimble小组才观测到光学微腔中光子－光子的有效排斥相互作用（K. M. Birnhaum et al., Nature 436, 87 (2005)）。2006年底，澳大利亚Melbourne大学Greentree小组研究了光子的强关联效应例如Mott绝缘体―超流相变（A. D. Greentree et al., Nature Physics 2, 856 (2006)）。与固体和冷原子强关联系统相比，光学强关联体系可以操纵单个的格点，并且不需要很低的温度，这样它就为人们实验观测量子多体现象提供了一种易行的方法，并且可以用来设计量子信息器件。刘伍明研究员及其合作者自 1999 年以来一直致力于光与物质相互作用的研究，并取得了一些重要研究成果，曾先后在 Physical Review Letters 上发表论文 5 篇。

刘伍明研究员、博士后纪安春博士和谢心澄研究员最近设计了一个光学微腔阵列，每个微腔包含一个V-型三能级原子。由于光子之间的强相互作用，横向极化的光子之间会形成混合。通过调节偶极跃迁矩阵元以及不同光学微腔之间的跃迁几率，这个体系可以有效地实现量子铁磁相和反铁磁相，同时他们进一步预言存在一种新颖的超逆流凝聚相。超逆流凝聚相可以用来设计新型的光学开关。他们还详细地研究了如何在实验上观测超逆流凝聚相。这项新的研究工作对进一步认识光与物质相互作用具有非常重要的意义。

相关研究得到中国科学院、国家自然科学基金委员会和科技部的支持。这一研究成果已发表在2007年11月2日出版的Physical Review Letters 99，183602 (2007) 上。

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