中国科学时代大学潘建伟、苑震生、邓友金等与互助者在超冷原子量子模拟施行中kaiyun.com，初次不雅测到对流超流相（counterflow superfluidity）这一新奇量子物态，阐发了对流的双组分超流体共同变成绝缘体的特质。相干恶果近日发表在外洋著明学术期刊《当然·物理学》（Nature Physics）上。

上世纪30年代，卡皮查、艾伦和迈斯纳等在液氦中发现超流雅瞻念，这鼓吹了东谈主们近一个世纪以来对相干的宏不雅量子雅瞻念的探索，如玻色-爱因斯坦凝华、量子涡旋、超流-绝缘体相变、拓扑量子物态、以及超流与超导之间关系等的谋划，对量子多体物理基础前沿谋划具有伏击的科学酷好。超流雅瞻念的谋划也鼓吹了激光冷却、稀释制冷机等低温时代的发展，为量子模拟、量子计较和相干限制的发展提供了伏击器具。同期，束缚增强的量子调控时代为揭示此类宏不雅量子雅瞻念中的微不雅物理机制提供了伏击的妙技和新鲜的谋划视角。

本世纪初，Kuklov等在表面上淡薄了对流超流的设念念：与一般的超流体不同，对流超流相中存在两个相对流动的超流体，它们永别由自旋为A和B的粒子构成；两种自旋的粒子会相对流动，体现出超流性；关联词两种相对流动的自旋流之间存在严格的关联使得总粒子流为零，因此举座上看并不存在流动性，而是变成莫特绝缘体。由于对流超流态的制备需要极低的温度，其不雅测更需要单原子自旋可分辨的测量才能，这些施行时代挑战使得此类超流性与绝缘性共存的新奇物态一直未被实考阐发。

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连年来，超冷原子量子模拟器的出现为不雅测对流超流相提供了新的妙技。在此项施行中，谋划团队玄妙地预备制备了无劣势低熵的双填充自旋莫特相初态，由此动身调控两种自旋原子之间的相互作用将体系绝热演化至对流超流相。使用该团队建造的具备单原子自旋可分辨的量子气体显微镜时代，他们发咫尺对流超流相两种自旋的粒子数涨落变大关联词总粒子数的涨落也曾很小，该雅瞻念证明两种自旋的原子在格点上存在粒子数涨落反关联。进一步的时代遨游测量清楚两种自旋间存在非零的对流超流关联函数，即对流超流相的关节实考根据。通过探伤体系华夏子之间的长程自旋关联，该谋划臆想出系统的温度低于1.2 nK，这为对流超流相的产生提供了伏击的低温条目。

此项谋划标明，超冷原子量子模拟门径为探索新奇物相提供了丰富的量子调控和不雅测妙技，成为长远清楚强关联量子多体物态中微不雅物理机制的伏击器具。相干施行时代可拓展到三组分、多组分自旋超流体系的谋划中，并进一步鼓吹对大自旋原子变成的拓扑量子物态的施行谋划。该责任取得了论文审稿东谈主的高度评价，觉得此项责任是“量子模拟限制的特等成立”“尤其是基于该团队前期几项伏击科研发扬扫尾了对低温低熵对流超流态的制备”“此责任的一个关节更动点是制备超低温自旋莫特相。”

中国科学时代大学郑永光博士（现为剑桥大学博士后谋划员）和博士谋划生骆安为论文的共同第一作家。该项谋划取得了国度当然科学基金委、科技部、中国科学院和安徽省以及中国博士后科学基金的资助。

论文通晓：https://www.nature.com/articles/s41567-024-02732-5；

论文PDF：https://rdcu.be/d5ADe

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发布于：安徽省