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许志芳教授在拓扑量子态研究方面再获进展

发布时间:2016-08-17          来源:办公室           浏览次数:

   物理学权威学术期刊《物理评论快报》刊发了物理学院许志芳教授与合作者在拓扑玻色超流方面的最新研究成果:《玻色手征性p波超流中的π通量狄拉克玻色子和拓扑边缘激发》(π-Flux Dirac Bosons and Topological Edge Excitations in a Bosonic Chiral p-Wave Superfluid),许志芳教授为该论文第一作者兼共同通讯作者。


  目前,寻找拓扑的量子物态已成为冷原子物理最重要的研究方向之一。最近几年,不管是实验还是理论,人们都在设法利用冷原子系统模拟一些著名的无相互作用的电子拓扑模型。人造强磁场或者自旋-轨道耦合已经通过拉曼光耦合和抖动光学晶格的实验技术实现了。对于有相互作用的费米子系统,几十年来人们一直在寻找具有特殊轨道对称性的拓扑费米子超流,因为这些特殊的超流体中存在着满足非阿贝尔统计的边缘激发。最近,在更易于实现的玻色系统中寻找类似的拓扑效应开始吸引了人们的兴趣。


  许志芳教授与清华大学尤力教授、德国汉堡大学Hemmerich教授和美国匹兹堡大学刘文胜教授合作,提出了一种由原子间相互作用导致的拓扑非平庸的玻色准粒子激发。着眼于Hemmerich教授在实验中实现的交错手征性玻色px±ipy超流,他们发现在超流体的准粒子激发谱中存在着π通量狄拉克玻色子。令人惊讶的是,通过调整px+ipy和px-ipy组分的粒子数,系统发生了拓扑相变,伴随着在狄拉克点附近打开一个拓扑非平庸的能隙和出现受拓扑保护的边缘激发。最引人注目的是,拓扑边缘激发是由背景的手征性玻色超流诱发的。这一特点使得该工作显著区别于其它的依赖于单粒子能带结构的研究。


  该工作得到了国家自然科学基金和青年千人计划基金的资助。


  许志芳教授于2015年加盟物理学院,入选中组部第十二批“青年千人”计划。此前许老师曾在日本、美国从事研究工作,长期致力于超冷原子量子气体的研究。该论文是他继2016年4月在《物理评论快报》上发表论文后,在超冷原子拓扑量子态研究方向取得的又一重要突破。

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