物理學(xué)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
物理學(xué)系齊燃副教授、張芃教授與中國科技大學(xué)姚星燦、陳宇翱、潘建偉領(lǐng)導(dǎo)的實驗小組以及清華大學(xué)翟薈教授合作，在鉀41原子氣體中發(fā)現(xiàn)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(jù)。相關(guān)工作發(fā)表在國際權(quán)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(shù)的發(fā)展，實驗上很早已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)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(xiàn)穩(wěn)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(dǎo)諸如拓撲超流態(tài)、各向異性配對等新奇的多體效應(yīng)。因此，實現(xiàn)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(jīng)成為了超冷原子領(lǐng)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(xué)翟薈教授與中國科技大學(xué)潘建偉、陳宇翱、姚星燦實驗組合作，在41K簡并玻色氣體中發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，在該散射共振附近（強相互作用區(qū)），玻色愛因斯坦凝聚體的壽命仍高達數(shù)百毫秒，遠遠大于多數(shù)多體系統(tǒng)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(xiàn)各種由高分波相互作用誘導(dǎo)的新奇多體效應(yīng)提供了可能性。
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??圖1：d波共振導(dǎo)致的原子數(shù)損失增強。
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