近日,电子工程与智能化学院陈桂华副教授团队从理论上预言了一种存在于二维光晶格中可携带高拓扑电荷数的离散涡旋量子液滴。该研究的题目为“Discrete vortex quantum droplets”,发表在Elsevier出版集团旗下的期刊《Chaos, Solitons and Fractals》(影响因子:9.922,中科院1区top期刊)上。该论文的第一作者赵子滨为电智学院大三本科生,陈桂华副教授为通信作者。这是电智学院本科生首次在中科院1区top期刊上发表论文,实现了学院本科生学术科研能力提升的又一个新突破。

量子液滴是基于超冷原子玻色-爱因斯坦凝聚的一种宏观量子自局域态,源于量子涨落效应引起的相互作用与净平均场相互作用的动态平衡。它的密度比空气小100万倍,是世界上最稀薄的液体。自2016年被实验实现以来,量子液滴迅速成为冷原子物理、凝聚态物理、非线性科学等领域的研究热点,不仅可用于多体局域和量子多体问题的研究,在量子信息处理、原子干涉仪、精密测量等方面也有重要的应用价值。

该文章研究了在二维光学晶格中,在平均场效应和量子涨落效应共同作用下,离散涡旋量子液滴的存在形式及其稳定性。研究表明,系统至少可以支持两种(on-site-centered和off-site-cnetered)携带5个拓扑荷的离散涡旋量子液滴的稳定存在(图1)。该论文还首次发现了量子液滴的混合涡旋模式。在该模式中,量子液滴具有相同密度分布的两个组分分别携带不同拓扑荷(图2)。(文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960077922006919?dgcid=coauthor)

图1: 携带5个拓扑荷的两种类型的量子液滴。(a-d)第一种类型量子液滴的密度分布、相位、线性稳定性分析和动力学实时演化稳定性分析。(e-h)第二种类型量子液滴的密度分布、相位、线性稳定性分析和动力学实时演化稳定性分析。

图2: 两种类型量子液滴的混合涡旋模式

近年来,电智学院积极面向区域经济建设发展需求,与国内相关企业、高校、研究院开展紧密的产学研合作,高度重视本科生科研创新能力的培养,鼓励本科生加入到学院各科研团队开展研究工作、积极参与到各类学科竞赛中,已有越来越多的本科生进入实验室,接受系统的科研训练。学院将继续在学科建设、人才培养等方面凝聚力量,对标国家一流专业建设,助推学校新型高水平理工科大学建设。

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960077922006919?dgcid=coauthor

(撰稿:陈桂华;一审:李艳霞;二审:刘晔;三审:胡耀华)

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