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我所陈刚教授在对称性保护的拓扑态方面取得重要进展
发布时间:2017-11-08 浏览:

  在国家重点研发计划(2017YFA0304200)、国家自然科学基金重点基金(11434007)和国家自然科学基金优秀青年基金(11422433)等的资助下,我所陈刚教授联合中国科学技术大学和中国人民大学的科研团队在强相互作用超冷原子中取得对称性保护拓扑态方面取得重要进展。研究成果以“Symmetry-Protected Topological States for Interacting Fermions in Alkaline-Earth-Like Atoms”为题,于2017年11月3日在物理学顶级期刊《Physical Review Letters》上在线发表(https://doi.org/10.1103/PhysRevLett119.185701),该论文以山西大学激光光谱研究所为第一单位,博士研究生周晓凡为第一作者,陈刚教授为共同通讯作者。

  对称性保护的拓扑态具有短程纠缠且基态存在有限体能隙,在对称性不被破缺的情况下,存在着无能隙的简并边缘态。近年来,玻色子对称性保护的拓扑态和非相互作用费米子对称性保护的拓扑态都被很好的分类。然而,强相互作用下费米对称性保护的拓扑态研究还具挑战,而且在超冷原子实验中也缺乏有效的方案。该论文首先在具有自旋交换强相互作用的类碱土金属原子中提出自旋-轨道耦合的可行性实验方案,并通过密度重整化群数值方法发现了具有费米边缘态及Z4拓扑不变量的对称性[U(1)×ZT2]保护拓扑态及相变。所得结果为探索强相互作用的拓扑态物理及其实现开辟了新的方向。

 

图. (a) 纠缠谱。(b) von Neumann熵和二阶Renyi熵。(c) 体能隙随自旋交换相互作用强度的变化。在相变点处Vex/ts~1.8经历了一个拓扑相变,相变点左边为对称性保护拓扑态,右边为平庸相。(d)系统相图。相图中心部分为具有费米边缘态及Z4拓扑不变量的对称性[U(1)×ZT2]保护拓扑态(T)。

 

陈刚教授简介:

        陈刚,男,1979年1月出生浙江诸暨,理学博士,教授,博士生导师,国家优青获得者,享受政府特殊津贴专家。2009年在山西大学获得理学博士学位后留校任教。先后主持了国家自然科学基金5项。在《Physical Review Letters》和《Physical Review A/B》等国内外重要期刊上发表SCI收录论文80余篇。所发表的论文被他人在《Nature》等刊物上正面引用1200余次;SCI-h指数为25。2012年获得全国优秀博士学位论文;2013年入选教育部新世纪优秀人才和山西省青年拔尖人才;2014年获得国家自然科学基金优秀青年基金并入选山西省学术技术带头人;2016年入选国务院政府特殊津贴专家和山西省青年三晋学者。