近期麻豆传媒 黑丝，海外顶尖学术期刊《Nature》在线发表了我校光电揣度所、量子光学与光量子器件国度要点履行室揣度论文，已毕了我校以第一签字单元在《Nature》正刊上零的冲破。

痴迷系列

该揣度论文“Atomic Bose-Einstein condensate in twisted-bilayer optical lattices”(“扭转双层光晶格中的玻色-爱因斯坦凝合”)来自山西大学张靖教育揣度团队，是在该课题组搭建的超冷原子履行平台上完成，该课题组的后生西宾孟增明和博士生王良伟为该论文的共同第一作家。好意思国芝加哥大学金政教育、浙江师范大学文静教育参与合营完成。

扭转双层光晶格默示图

《Nature》“揣度简报(Research briefing)”栏目发表《诈欺超冷原子模拟诬陷双层材料》(《Twisted-bilayer materials simulated using ultracold atoms》)，对该揣度恶果进行宣传报说念。此外，《Science Bulletin》也将以《诈欺原子和光合成诬陷双层材料》(《Synthetic twisted bilayers made by atoms and light》) 为题对该职责作念亮点报说念。

自2004年石墨烯问世以来，由单层原子构成的二维材料引起了科学家的鄙俚关切，因其具有高导电性、柔韧性和高强度性，使得它成为东说念主们炙手可热的一种材料，鄙俚应用在光电、传感和医疗等规模。当两张单层原子的二维材料叠放在一皆，并稍作旋转时，会从根柢上调动材料的性能，并引导极端特的物感性质，举例高温超导性、非线性光学、激励激光等。现在，消除在扭转体系背后的科学骨子还未被透顶理会，由此出身了一个全新的揣度规模：扭转电子学。

然而，现在二维扭转双层石墨烯中的超导机理还不透顶了了，这是现时凝合态物理的一个揣度热门和难点，因为固体二维材料中常伴有杂质或劣势，导致产生的新奇物理效应机制相配复杂。而超冷原子气体系统纯洁且具有稠密的东说念主工操控性和宏不雅量子联系性，几十年来，诈欺该系统在模拟凝合态物理、高能物理、天体物理、化学响应等规模仍是得回了丰硕的恶果，为超冷原子体系模拟扭转双层材料以及制备新的量子态奠定了遑急基础。

图1 扭转双层光晶格

(a)单层原子气体，两组“tune-out”波长激光；(b)双层扭转光晶格默示图，微波耦合双层原子自旋态；(c)原子塞曼子能级

图2 扭转双层光晶格中的莫尔条纹和超流基态

(a)水平莫尔条纹；(c)竖直莫尔条纹；(e)正方莫尔条纹；(g)原子目田遨游伸开后动量空间的衍射图像；(i)莫尔条纹和衍射图像的对比度；(b， d， f， h)表面贪图图

山西大学光电揣度所、量子光学与光量子器件国度要点履行室张靖教讲课题组攻坚克难、匠心独具，历程多年的抓续科研积贮，在海外上，初次基于超冷原子气体系统履行已毕了二维扭转双层光晶格，见图1，并开展了超流态到莫特绝缘态量子相变的相关揣度。该扭转光晶格是由“tune-out”波长激光酿成两组正方晶格，旋转角为5.21度，装载在光晶格中的超冷铷原子两个自旋内态差异只感受到其中一组光晶格，由此通过两个不同原子自旋态合成维度样式酿成双层结构，通过微波场启动两个原子自旋态模拟已毕了层间隧穿耦合的精准调控。同期履行径直不雅察到空间莫尔条纹和动量衍射，阐发了双层晶格中存在原子超流体，见图2。该恶果为揣度扭转电子学以及探索其它难以在渊博材料中已毕的新奇量子餍足掀开了一扇大门。

海外著名期刊《Nature》是宇宙上历史悠久的、最有名望的玄虚科学期刊之一，创刊于1869年。每周刊载科技规模最新、最遑急、最前沿的揣度恶果。

该揣度职责得到了国度要点研发筹谋、国度当然科学基金、腾讯“科学探索奖”、山西省“1311”工程、山西大学量子光学与光量子器件国度要点履行室等的赈济。

论文麇集：https://www.nature.com/articles/s41586-023-05695-4

Nature Research briefing麇集：https://www.nature.com/articles/d41586-023-00314-8

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