2015年 第6期 总第3期
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张芃教授研究组在超冷碱土金属原子气体研究领域取得重要进展

张芃 研究组 供稿 2015-11-09


 

9月21日,中国人民大学物理学系张芃教授研究组和清华大学高等研究院翟荟教授研究组合作完成的论文《碱土金属原子中的轨道Feshbach共振》发表在《物理评论快报》上【Physical Review Letters, 115, 135301 (2015)】,并被选为编辑推荐文章,置于该杂志网站首页予以报道。

 

碱土金属原子是冷原子物理的一个新的研究前沿,多个国际知名实验组近年来都开始开展这方面的研究。碱土金属原子在冷原子物理研究中具有很多优势,特别是在原子钟等方面具有重要价值。但是,之前人们普遍认为这类原子间缺乏有效的Feshbach共振机制,因而这类原子之间的相互作用很难被调节。而利用Feshbach共振技术调节原子间相互作用是之前其他类型的冷原子气体研究的重要手段,因而缺乏这种调控机制一直被认为是碱土金属原子气体研究的美中不足。

该论文首次在国际上创造性地提出了碱土金属原子1S0和3P0态之间存在一类新型的散射共振机制,该机制基于轨道间自旋交换作用(见图1),因而将其命名为“轨道Feshbach共振”。该论文进一步预言,利用这个机制,人们可以通过磁场调控两个原子之间的相互作用强度(见图2),从而调控超冷碱土金属原子气体的宏观量子性质,实现新的量子物态。上述工作在今年4月份在学术论文预印本网站(arXiv.org)公布之后,就受到了相关实验研究组的高度关注,多个实验组竞相验证这一效应。9月14日,德国慕尼黑大学的I. Bloch和S. Folling领导的实验组和意大利佛罗伦萨大学的M.Inguscio和L. Fallani领导的实验组同时在arXiv.org网站发布他们的实验结果(arXiv: 1509.04257,arXiv: 1509.04256),宣布首次在实验上观测到了该论文预言的共振现象。国际冷原子学术界普遍认为,该理论的提出且并被实验证实完全改变了人们对于碱土原子相互作用可调控性的认识,为未来该体系的研究提供了很多新的可能性,开辟了该体系研究新的方向。

 

《物理评论快报》(《Physical Review Letters》)是美国物理学会主办的物理学领域最具权威性的学术期刊,其影响因子高达7.512(2014年数据)。


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