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物理學系齊燃副教授等在高分波強相互作用量子氣體研究中取得進展

| 2019-06-17

物理學系齊燃副教授、張芃教授與中國科技大學姚星燦、陳宇翱、潘建偉領導的實驗小組以及清華大學翟薈教授合作,在鉀41原子氣體中發現了一種新型的高分波散射共振,并在該共振附近給出了體系存在d波分子超流的證據。相關工作發表在國際權威期刊《自然-物理》(Nature Physics)上(Nat. Phys. 15, 570-576 (2019))。齊燃副教授和姚星燦研究員是文章的共同第一作者。

隨著Feshbach共振技術的發展,實驗上很早已經能夠實現具有s波強相互作用的量子簡并氣體,如幺正費米氣體等等。然而到目前為止,p波、d波等高分波共振附近很難實現穩定而易操控的簡并量子氣體。而另一方面,高分波相互作用可以誘導諸如拓撲超流態、各向異性配對等新奇的多體效應。因此,實現長壽命且易操控的高分波強相互作用的簡并量子氣體已經成為了超冷原子領域中的一個重要的研究方向。

最近,我系齊燃副教授、張芃教授、清華大學翟薈教授與中國科技大學潘建偉、陳宇翱、姚星燦實驗組合作,在41K簡并玻色氣體中發現了一個磁場寬度很寬且原子氣體壽命接近秒量級的d波共振。他們發現,在該散射共振附近(強相互作用區),玻色愛因斯坦凝聚體的壽命仍高達數百毫秒,遠遠大于多數多體系統的平衡時間。因此,該d波共振同時具備寬共振帶寬和長壽命兩個特點,為基于d波相互作用的量子模擬研究提供了一個絕佳的平臺。這一工作為今后進一步實現各種由高分波相互作用誘導的新奇多體效應提供了可能性。

  

  圖1:d波共振導致的原子數損失增強。