《自旋-軌道耦合輔助下的超冷轉動極性分子的量子相研究》是依託清華大學，由鄧元剛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：自旋-軌道耦合輔助下的超冷轉動極性分子的量子相研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：鄧元剛
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超冷原子氣體的自旋-軌道耦合和超冷極性分子氣體的量子調控研究作為當前超低溫物理領域中兩個重要的科學前沿，吸引著越來越多的研究興趣。展望未來，這兩個前沿領域的交叉結合必將給理論和實驗研究提供一些新的思路和手段去研究各種超低能量尺度下的高精密物理現象。本項目將從理論上研究實現自旋-軌道耦合輔助下的偶極-旋量極性分子模型的方案。結合理論推導和數值計算，研究體系的新奇基態量子相和有趣的自旋混合性質。緊接著，研究體系在光晶格中存在的拓撲超流性質，並深入探討量子相的物理機制和效應，以及潛在的套用前景等。本項目的具體研究內容包括：（1）實現自旋-軌道耦合輔助下的偶極-旋量極性分子方案；（2）研究偶極-旋量體系中新奇量子相；（3）研究光晶格中自旋-軌道耦合輔助下的旋量分子氣體中的拓撲相。希望通過本項目的研究推動和促進超冷原子、分子物理的發展並發掘其廣闊的套用前景。
結題摘要
超冷原子氣體玻色-愛因斯坦凝聚的成功實現，在對傳統的原子、分子、光學物理產生了巨大影響的同時，也對目前的量子信息科學產生了極大的促進作用。冷原子作為一個理想的平台打開了一扇以高度可控的方式去實現各種有趣的凝聚態物理模型的大門。在過去幾年中，一個特別吸引人的例子就是：在超冷原子氣體中去構造阿貝爾或者是非阿貝爾規範場方面的研究迅速吸引了人們的興趣和熱情。特別是最近實驗上在超冷原子凝聚體中實現自旋- 軌道耦合方面取得的巨大成功，給我們提供了一個獨一無二的機會去研究一系列的多體物理，比如構建新奇的拓撲超流和Majorana 費米子。同時，由於具有拓撲保護的激發，近些年來拓撲絕緣體和拓撲超導吸引了越來越多的研究興趣。正是由於自旋-軌道耦合在超冷原子氣體中的成功實現，為研究各種拓撲超流物理提供了一個全新的機會。 除了超冷原子氣體，最近實驗上成功實現將超冷極性分子冷卻到其對應的超精細振轉基態，使其提供了一個前所未有的新的科學前沿，比如研究超冷化學和碰撞、量子信息過程、量子磁性的模擬、以及精密測量物理等。特別是，由於極性分子具有豐富的內態和大的固有電偶極矩，可以用來研究一系列類似於原子磁偶極的效應，比如自發退磁、費米面變形、和自束縛的量子液滴等。加上實驗上對單個超精細能級的強大操控能力，使得超冷極性分子可以作為一個非常理想的平台去研究一系列的強關聯多體物理。 在這個項目中，我們主要關注以下三個方面的問題（1）超冷極性分子凝聚體中的自旋軌道耦合；（2）拉曼輔助自旋-軌道耦合體系中的新奇拓撲態；（3）一維費米原子磁通晶格體系中的拓撲態調控。最後，希望通過對本項目的研究推動和促進超冷原子、分子物理的發展並發掘其廣闊的套用前景，同時進一步增加對拓撲量子物態中相關問題的理解和認識，並不斷拓展了偶極旋量量子氣體的這一新的研究課題。
