来源:科技日报
科技日报记者 吴长锋
记者从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队李传锋、许金时、韩永建等人将携带不同轨道角动量的光子(又称为涡旋光子)束缚在简并光学谐振腔内,通过引入光子的自旋轨道耦合人工合成了一维的拓扑晶格,为拓扑量子模拟开创了一种新的方法。研究成果4月19日发表在国际期刊《自然·通讯》上。
在科学研究中,由于三维物理世界的限制,往往难以研究三维以上的物理系统的性质及演化特性。针对这一难题,研究人员提出可以通过人工合成维度的方式来解决。例如,在一个三维系统中引入两个人工合成维度,就可以在该系统上研究五维的物理性质。
涡旋光子携带的轨道角动量数目原理上可以无限,是构建人工合成维度的理想载体。我国学者周正威教授研究组早在2015年就首次理论提出基于人工合成光子轨道角动量维度实现量子模拟的方案。李传锋、许金时等人在这一方向上进行了长期的实验探索,先后搭建了基于平面镜、球面镜和椭球面镜的简并光学腔,实现腔内超过46阶轨道角动量模式的谐振。在此基础上,研究组创造性地在驻波简并腔中引入具有各向异性的液晶相位片,实现腔内涡旋光子轨道角动量和光子自旋的耦合。腔内光子所携带的轨道角动量是整数分立的,与一维离散晶格相对应。因此携带不同轨道角动量的光子可以等效为位于不同晶格格点上的准粒子,并通过自旋自由度将具有不同轨道角动量的光子耦合起来,从而模拟粒子在不同晶格格点之间的来回跃迁。利用共振能谱探测技术,研究组直接刻画了该自旋轨道耦合系统的态密度和能带结构。利用该实验装置优异的可调谐性能,清晰展现了周期性驱动系统能带打开和闭合的演化过程。研究组进一步引入不同的演化时序,系统地研究了不同拓扑结构的特性并探测到拓扑绕数。
这项成果验证了利用涡旋光子固有自旋和轨道角动量作为人工合成维度的可行性,为研究丰富的拓扑物理系统提供了一个高度紧凑的实验平台。
(中国科大供图)
关键词:
黔江:提质增效推动蚕桑产业高质量发展
今年年初,黔江区明确2022年蚕桑产业发展目标,着力提质增效一产业,发展壮大二三产业,提高服务企业质量,营造良好营商环境,推动蚕桑产业
邢台成功入选“科创河北”试点城市
4月8日,经科创河北试点城市专家评审委员会评定并公示,邢台成功入选科创河北试点城市。今年2月,市科协与市委组织部、市人社局等8个单位组
邢台:国家医保谈判药全部纳入“双通道”管理
从邢台市医保局获悉,邢台市已将国家医保药品目录中的谈判药品全部纳入双通道管理,通过定点医疗机构和定点零售药店两个渠道,满足群众...
衡水故城县全面掀起春季国土绿化高潮,取得了显著成效
近日,故城县大力推进县域生态文明建设,全面掀起春季国土绿化高潮,取得了显著成效。截至目前,该县已完成春季造林3394 9亩,占市级下达故
河北省乡村振兴联盟中心在石家庄成立
4月10日,河北省乡村振兴联盟中心在石家庄成立。联盟中心由省村镇经济发展促进会组织成立,下设乡村振兴县域联盟、乡村振兴村庄联盟、乡村
关于我们 加入我们 联系我们 商务合作 粤ICP备18023326号-32
中国创氪网 www.chuanganwang.cn 版权所有
投稿投诉联系邮箱:85 572 98@qq.com