华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室武海斌教授研究小组与清华大学翟荟教授小组以及人民大学齐燃副教授合作的文章“Observation of the Efimovian Expansion in Scale Invariant Fermi Gases” (“标度不变的费米气体中Efimovian膨胀的观察”) 7月22日在国际物理学权威学术期刊《科学》(Science)杂志正式发表。华东师范大学为该研究的第一完成单位。
武海斌师生团队
文章发现了离散标度率不变的费米量子气体新奇的动力学膨胀行为，揭示了强相互作用超冷费米原子气体所隐含的动力学对称性，验证了此量子体系所具有的时间反演不变的特性。重要的是，这一独特的动力学膨胀巧妙的联系到量子三体问题中著名的Efimov效应所具有的空间离散标度不变性，是所有标度不变的量子气体所共有的普适行为。这一研究为超冷原子气体中少体物理在强相互作用的多体系统中的呈现提供了新的思路，在未来的冷原子研究中具有重要的应用前景，将打开许多新的研究视角。
上图展示了Efimovian膨胀中的离散标度对称性：其中左图为实验设计，右图为理论预言和实验结果(纵坐标为原子气体的尺寸，横坐标为展开时间)，量子气体在展开过程中呈现出一系列的平台结构，在平台附近气体几乎停止了膨胀(尽管此时外加束缚势仍在连续的变化)，平台的位置和大小构成了一个等比数列。这样独特的动力学膨胀是由量子费米原子气体所具有的对称性决定的，只有在空间和时间上同时具有标度不变性的时候才能出现。
《科学》(Science)是美国科学促进会(AAAS)出版的一份学术杂志，主要刊登最新的科学研究成果和各个学科的原创论文。目前，《科学》和《自然》杂志被广泛认为是最权威的自然科学综合性期刊。
武海斌2009年在美国阿肯色大学获物理学博士学位，2010-2012年在美国杜克大学做博士后，2012年底起受聘于华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室教授。目前已建立起超冷原子分子精密控制的实验室，实现了双自旋组份6Li费米原子的量子简并和分子的玻色爱因斯坦凝聚，主要从事量子光学和强相互作用超冷原子气体的实验研究。2008年获得美国科学研究院的Aubery E. Havey优秀研究生研究奖。2015年获上海市“曙光学者”。这项工作得到了国家自然科学基金重大研究计划精密测量和面上项目的资助。
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来源｜中国新闻社
编辑｜吴潇岚
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