科學(xué)導(dǎo)報(bào)訊 記者楊洋 10月20日,,記者從山西大學(xué)激光光譜研究所獲悉,該所胡穎教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)理論物理研究所石弢教授合作,,在探索非厄米量子效應(yīng)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展,。
孤立量子系統(tǒng)是一種理想化的場(chǎng)景。真實(shí)的量子系統(tǒng)會(huì)與環(huán)境(即“熱庫(kù)”)發(fā)生耦合,,產(chǎn)生耗散,。耗散通常會(huì)破壞量子性。然而,,通過(guò)設(shè)計(jì)熱庫(kù)以及系統(tǒng)與熱庫(kù)的耦合方式,,可以操控系統(tǒng)的演化及其屬性,實(shí)現(xiàn)孤立量子系統(tǒng)所沒(méi)有的奇異現(xiàn)象,。研究團(tuán)隊(duì)展示了如何通過(guò)編輯非厄米(耗散)誘導(dǎo)出沒(méi)有經(jīng)典對(duì)應(yīng)的新奇量子效應(yīng),。團(tuán)隊(duì)還構(gòu)建了一套理論框架來(lái)系統(tǒng)地研究此類問(wèn)題。
團(tuán)隊(duì)研究了嵌入某種新型熱庫(kù)中的原子(或人工原子)的行為,。這種熱庫(kù)與它自身的環(huán)境發(fā)生耦合,,具有耗散。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)控這種開放熱庫(kù),,能夠?qū)υ赢a(chǎn)生前所未有的影響,。比如,當(dāng)熱庫(kù)發(fā)生強(qiáng)烈耗散時(shí),,團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)原子的自發(fā)輻射會(huì)以一種奇特的方式被壓制,,產(chǎn)生分?jǐn)?shù)量子芝諾效應(yīng)。這是傳統(tǒng)熱庫(kù)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了由分?jǐn)?shù)量子芝諾效應(yīng)誘導(dǎo)的光子反聚束,。光子本性喜歡聚集,,而光子反聚束指的是光子違反其本性、避免聚集的一種現(xiàn)象,,是量子世界所獨(dú)有的神奇效應(yīng),。光子反聚束通常需要強(qiáng)非線性才能實(shí)現(xiàn)。然而,,團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在耗散驅(qū)動(dòng)下,,即使在微弱的非線性下,也能誘導(dǎo)出光子反聚束,。
研究團(tuán)隊(duì)的理論研究為非厄米量子光學(xué)打開了大門,,為實(shí)現(xiàn)有趣的量子非厄米多體效應(yīng)以及量子非厄米應(yīng)用開辟了路徑。該工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,、國(guó)家自然科學(xué)基金等科研項(xiàng)目的資助,。