【科技】超冷原子量子模拟行业我国科学家获重大突破

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本报北京10月11日电(记者吴月辉)记者从中国科学院获悉，中国科学技术大学和北京大学联合小组在国际上首次从理论上提出并实验了超冷原子二维自旋轨道耦合的人工合成，测定了自旋轨道耦合产生的新拓扑量子物性 研究成果发表在最新一期国际权威期刊《科学》上。 这一重要突破推动了拓扑超流、拓扑超导等新拓扑量子物质状态的研究，对物质世界的深入理解有重大影响。 科学杂志评论说，这项事业“在研究超过以前传达的集合状态物理的特异现象方面有很大的潜力”。

论文第一通信作者、中科大潘建伟院士介绍说，自旋轨道耦合是量子物理学中的基本物理效应，在多种基本物理现象和新的量子物理状态中起着核心作用。 这些现象的研究造就了自旋电子、拓扑绝缘体、拓扑超导体等目前的聚集状态物理中最重要的前沿研究行业。 但是，由于存在许多普遍难以控制的复杂环境，许多重要的新物理在固体材料中很难进行精确的研究，给相关科学研究工作带来了很大的挑战。

“随着超冷原子物理量子模拟行业的重大快速发展，科学家们发现在超冷原子中可以实现人工自旋轨道耦合。 ”。 论文通信作者之一的北京大学教授刘雄军说:“寒冷的原子具有环境干净、高度可控等重要特征。 在过去5年中，通过实验实现了一维人工自旋轨道耦合，取得了一系列成果。 但是，探索广泛而深入的新型拓扑量子物质状态必须获得二维以上的自旋轨道耦合，在超冷原子中实现高维自旋轨道耦合在理论上和实验上都是极其具有挑战性的问题，难度高，国际上也有很多团队 ”。