山西大學(xué)在相互作用玻色量子氣體局域化相變的實(shí)驗(yàn)研究中取得重要進(jìn)展

中國教育報(bào)-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 趙巖）近日，山西大學(xué)激光光譜研究所賈鎖堂教授、馬杰教授、李玉清副教授實(shí)驗(yàn)課題組與理論合作者梅鋒教授、胡穎教授共同在國際物理學(xué)頂級期刊《物理評論快報(bào)》（Physical Review Letters）上發(fā)表了題為Observation of interaction-induced mobility edge in an atomic Aubry-André wire的研究論文。標(biāo)志著該校在相互作用玻色量子氣體局域化相變的實(shí)驗(yàn)研究中取得重要進(jìn)展。

據(jù)悉，該研究團(tuán)隊(duì)首次在相互作用可精確調(diào)控的超冷玻色量子氣體中人工合成了一維動量晶格，通過引入準(zhǔn)周期調(diào)制的無序勢，觀測到依賴于系統(tǒng)本征能量的安德森局域化躍遷，證明了相互作用可控的遷移率邊。利用寬帶Feshbach共振改變原子間相互作用的正負(fù)號，調(diào)節(jié)動量晶格和準(zhǔn)周期勢的相關(guān)參數(shù)，通過制備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最高激發(fā)態(tài)的絕熱制備。研究了相互作用對系統(tǒng)不同能量本征態(tài)安德森局域化動力學(xué)的影響，觀測到排斥相互作用會加快系統(tǒng)基態(tài)從擴(kuò)展到局域化的轉(zhuǎn)變，而吸引相互作用會延緩局域化躍遷。對于系統(tǒng)的最高激發(fā)態(tài)，相互作用對局域化效應(yīng)的影響則剛好相反。研究鑒別了不同本征能態(tài)的擴(kuò)展—局域化躍遷臨界準(zhǔn)周期無序強(qiáng)度隨相互作用的變化，構(gòu)建了遷移率邊的相圖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以通過非線性的準(zhǔn)周期AA模型解釋。

基于相互作用超冷玻色原子量子氣體的動量晶格，為研究準(zhǔn)周期無序勢中相互作用粒子的安德森局域化效應(yīng)及遷移率邊提供了一個(gè)非常理想的實(shí)驗(yàn)平臺。研究結(jié)果有助于理解由相互作用和無序的競爭引起的新奇物理效應(yīng)，為未來在無序系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)相互作用可控的量子輸運(yùn)和量子相變提供了借鑒。

山西大學(xué)王云飛博士生為論文第一作者，李玉清副教授、梅鋒教授、胡穎教授和馬杰教授為通訊作者，張佳輝博士生、武寄洲教授、劉文良講師、肖連團(tuán)教授，以及芝加哥大學(xué)Cheng Chin教授共同參與了該項(xiàng)研究工作。

據(jù)悉，該工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家基金委重點(diǎn)國際合作研究項(xiàng)目、國家基金面上項(xiàng)目等科研項(xiàng)目的資助。