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突破！山西大学首篇独立通讯 Nature
发布时间：2023-02-24 12:02:05 来源：美辑科研

2 月 22 日，山西大学张靖教授作为唯一通讯作者在全球顶级科学期刊《Nature 》发表了题为 "Atomic Bose – Einstein condensate in twisted-bilayer optical lattices" 的研究论文。山西大学孟增明副教授以及博士生王良伟为共同第一作者。

据悉，该论文为山西大学首篇以独立通讯作者发表的 Nature。

研究团队展示了基于原子玻色 - 爱因斯坦凝聚体加载到自旋相关光学晶格的扭曲双层方晶格中超流体到 Mott 绝缘体跃迁的量子模拟。晶格由两组激光束组成，这些激光束独立地处理处于不同自旋状态的原子，形成容纳两层的合成维度。

层间耦合被微波场高度可控，这使得在强耦合极限中出现最低平坦带和新的相关相位。该研究直接观测到空间 moir é 图和动量衍射，证实了在扭曲双分子层晶格中存在两种形式的超流体和一种改进的超流体到绝缘体的转变。该研究的方案是通用的，可以应用于不同的晶格几何和玻色子和费米子系统。这为在具有高度可控光学晶格的超冷原子中探索 moir é 物理开辟了新的方向。


(相关资料图)

晶格体系中的新带结构往往会导致新的材料功能和发现。扭电子学起源于双扭层石墨烯作为可调实验平台，近年来受到广泛关注，展开了密集的理论研究。以较小的相对角度叠加两层石墨烯层，显示了丰富的相图，如非常规超导和相关绝缘相共存。近年来，人们发现了许多扭曲双分子层，它们具有未扭曲双分子层所不具有的显著物理性质。最近，光子 moir é 晶格在定位和离域光和工程声子极化激元的光子色散方面的能力被探索。

光学晶格中的超冷原子构成了凝聚态物理中模拟新出现的多体现象的理想平台。不同的光学晶格几何可以通过干涉不同的激光束来实现。特别地，最近提出了一种利用两个重叠光学晶格模拟扭曲双层晶格的方案。还提出了模拟双分子层异质结构的其他方案。这些方案是基于原子自旋态之间的相干耦合，它模拟了沿人工合成维度的层间隧道。

基于自旋相关光学晶格中原子的扭曲双分子层系统模拟（图源自 Nature ）

该研究展示了基于原子玻色 - 爱因斯坦凝聚体加载到自旋相关光学晶格的扭曲双层方晶格中超流体到 Mott 绝缘体跃迁的量子模拟。晶格由两组激光束组成，这些激光束独立地处理处于不同自旋状态的原子，形成容纳两层的合成维度。

层间耦合被微波场高度可控，这使得在强耦合极限中出现最低平坦带和新的相关相位。该研究直接观测到空间 moir é 图和动量衍射，证实了在扭曲双分子层晶格中存在两种形式的超流体和一种改进的超流体到绝缘体的转变。该研究的方案是通用的，可以应用于不同的晶格几何和玻色子和费米子系统。这为在具有高度可控光学晶格的超冷原子中探索 moir é 物理开辟了新的方向。

张靖简介

张靖，男，1974 年 1 月生，山西文水人，现任山西大学光电所所长和量子光学与光量子器件国家重点实验室主任，国家杰出青年基金获得者、长江学者特聘教授、国家重点研发计划项目首席科学家、国家基金委创新群体带头人、国家杰出专业技术人才、国家中青年科技领军人才、美国光学学会会士（OSA Fellow）、美国物理学会会士（APS Fellow）。

1995 年毕业于武汉华中科技大学光电子专业，2001 年于山西大学光学专业毕业并获博士学位。2000 年 1 月 -- 2000 年 4 月在日本国家计量研究所从事全固化单频绿光激光器碘分子光频标的实验研究。2002 年 3 月 -- 2003 年 9 月在英国威尔 士班戈大学 S. L. Braunstein 教授量子信息小组做博士后。2003 年 9 月 -- 2004 年 9 月在法国巴黎高等师范学校（ENS）物理系 Kastler-Brossel 实验室 C. Salomon 教授小组开展超冷费米气体的实验研究。2004 年 9 月，回到山西大学光电研究所，从事连续变量量子通信和超冷原子的实验与理论工作。2007 年 8 月，在国内首次实现费米气体量子简并；2012 年，在国际上首次实验产生了自旋轨道耦合的量子简并费米气体。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05695-4

标签： 光学晶格 山西大学 双分子层

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