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新手已上路木蟲 (職業(yè)作家)
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這次中科大觀測到量子渦旋晶格
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中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)微尺度物質(zhì)國家實驗室潘建偉及其同事陳宇翱、姚星燦等在國際上首次實現(xiàn)了一種全新的量子物態(tài)——質(zhì)量不平衡的玻色-費米雙超流體，并在該雙超流體中成功地產(chǎn)生和觀測到玻色-費米量子渦旋晶格。這一實驗發(fā)現(xiàn)開辟了超冷原子領(lǐng)域全新的研究方向，為理解復(fù)雜宏觀量子現(xiàn)象提供了一種獨特的研究手段。該研究成果近日發(fā)表在國際物理學(xué)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》上 �！段锢碓u論快報》以編輯推薦的形式報道了這項重要研究成果，美國物理學(xué)會網(wǎng)站Physics Synopsis欄目將該成果作為亮點報道。 該研究團隊經(jīng)過多年艱苦卓絕的努力，對超冷原子實驗操控技術(shù)進行了全方位的革新，搭建了一套可以同時冷卻操控鋰和鉀原子的世界領(lǐng)先的實驗平臺。通過發(fā)展新一代的激光冷卻、高效率磁輸運、光阱陷俘、高分辨成像等核心技術(shù)，研究人員最終成功地在一種獨創(chuàng)的“碟片交叉光阱”中首次實現(xiàn)了質(zhì)量不平衡的玻色-費米雙超流體。在實現(xiàn)玻色-費米雙超流體后，研究團隊迅速把目光投向玻色-費米量子渦旋的研究。他們通過各種努力將各項實驗參數(shù)優(yōu)化到極致，最終在10 nK的極低溫下，獲得了高達150萬鋰原子和20萬鉀原子的雙超流體，為產(chǎn)生和觀測玻色-費米量子渦旋奠定了堅實基礎(chǔ)。研究人員進一步設(shè)計了極其精巧的光學(xué)裝置，產(chǎn)生了兩束直徑為20 μm、可以對稱地圍繞雙超流體轉(zhuǎn)動的激光，如同攪拌咖啡用的勺子，使得超流體隨之旋轉(zhuǎn)起來。利用他們創(chuàng)造性發(fā)展的能夠同時對雙組份原子進行高分辨成像的技術(shù)，通過精密調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)激光的位置、光強、頻率等參數(shù)，最終成功地產(chǎn)生并觀測到了玻色-費米量子渦旋晶格。 前幾次都獲諾獎了，那這次中科大觀測到量子渦旋晶格是否可能？ 該項研究的預(yù)印本于2016年6月在arXiv.org公開后，引起學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，獲得了國際同行的高度評價。諾貝爾物理學(xué)獎得主W. Ketterle評價其為“一個精彩絕倫的實驗工作”；諾貝爾物理學(xué)獎得主A. Leggett爵士認為，這是“極為重要的實驗工作，毫無疑問將激發(fā)大量的理論研究”；麻省理工大學(xué)教授、著名物理學(xué)家M. Zwierlein稱其為“超流研究領(lǐng)域一個里程碑式的工作”。《物理評論快報》審稿人認為這是超冷原子研究領(lǐng)域“一個最頂尖的實驗工作”，“超流研究中最具競爭力的實驗工作，為研究質(zhì)量不平衡的雙超流系統(tǒng)鋪平了道路�！� 文章鏈接： 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-費米量子渦旋晶格 |
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