科技日报讯 (记者吴长锋)科技日报记者4月19日从中国科学技能大学得悉,该校潘建伟、陈帅等与北京大学刘雄军等协作,在世界上初次使用超冷原子系统完成了三维自旋轨道耦合,并结构出有且仅有一对外尔点的抱负外尔半金属能带结构。研讨成果于4月16日以研讨长文方式宣布在世界学术期刊《科学》杂志上,一起还专门配发了谈论文章。
外尔半金属是一类重要的拓扑物态,它是一种拓扑磁单极子,且总是成对呈现,最早于1929年由德国科学家赫尔曼·外尔提出。有且仅有两个外尔点的外尔半金属—抱负外尔半金属,是外尔半金属“宗族”中最为根底的一员,但这种仅有两个外尔点的外尔半金属没有完成。
经过超冷原子研讨拓扑量子物态,现在是量子模仿范畴中一个活泼的方向,也一直是超冷原子量子模仿范畴的严重应战。试验上面对两个技能难题,一是怎样把二维方式的拉曼耦合拓宽到三维结构;二是怎样使用传统的二维成像进行三维动量空间的勘探。为此,科研人员规划了奇妙的光路,经过将光晶格“旋转”45°,并将相位确认,精确结构出理论计划中三维结构的拉曼势,组成三维自旋轨道耦合,一起经过调理试验参量,组成了有且仅有两个外尔点的能带结构。此外,研讨人员使用系统的对称性,经过再重构出三维动量空间的自旋纹路,找到外尔点;随后使用量子淬火动力学提取出该平面能带的拓扑特征,从而确认外尔点的方位。两种办法相互佐证,印证了抱负外尔半金属能带的完成。
《科学》杂志的审稿人对这一作业给予高度评价:“为冷原子系统研讨外尔物理中的别致现象打开了新的方向”“是范畴中的重要开展,并为冷原子研讨供给了新的东西”等。这项研讨成果还能够推行到费米子系统,展开强相关拓扑物理的研讨,有望极大推进量子模仿范畴的开展。
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