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物理学系齐燃副教授等在高分波强相互作用量子气体研究中取得进展

| 2019-06-17

物理学系齐燃副教授、张芃教授与中国科技大学姚星灿、陈宇翱、潘建伟领导的实验小组以及清华大学翟荟教授合作,在钾41原子气体中发现了一种新型的高分波散射共振,并在该共振附近给出了体系存在d波分子超流的证据。相关工作发表在国际权威期刊《自然-物理》(Nature Physics)上(Nat. Phys. 15, 570-576 (2019))。齐燃副教授和姚星灿研究员是文章的共同第一作者。

随着Feshbach共振技术的发展,实验上很早已经能够实现具有s波强相互作用的量子简并气体,如幺正费米气体等等。然而到目前为止,p波、d波等高分波共振附近很难实现稳定而易操控的简并量子气体。而另一方面,高分波相互作用可以诱导诸如拓扑超流态、各向异性配对等新奇的多体效应。因此,实现长寿命且易操控的高分波强相互作用的简并量子气体已经成为了超冷原子领域中的一个重要的研究方向。

最近,我系齐燃副教授、张芃教授、清华大学翟荟教授与中国科技大学潘建伟、陈宇翱、姚星灿实验组合作,在41K简并玻色气体中发现了一个磁场宽度很宽且原子气体寿命接近秒量级的d波共振。他们发现,在该散射共振附近(强相互作用区),玻色爱因斯坦凝聚体的寿命仍高达数百毫秒,远远大于多数多体系统的平衡时间。因此,该d波共振同时具备宽共振带宽和长寿命两个特点,为基于d波相互作用的量子模拟研究提供了一个绝佳的平台。这一工作为今后进一步实现各种由高分波相互作用诱导的新奇多体效应提供了可能性。

  

  图1:d波共振导致的原子数损失增强。