亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        劉正鑫:碰撞出凝聚態(tài)物理新的火花

        2016-08-16 03:54:56汲曉奇
        科學(xué)中國人 2016年19期
        關(guān)鍵詞:凝聚態(tài)磁性量子

        本刊記者 汲曉奇

        劉正鑫:碰撞出凝聚態(tài)物理新的火花

        本刊記者 汲曉奇

        “不同的人有不同的思維方式,在一起討論后,就容易產(chǎn)生新的火花?!卑磩⒄蔚脑捳f,在一個領(lǐng)域中看似普通的東西,很可能會為解決另一個領(lǐng)域中的問題帶來靈感。從碩士時期偏重于數(shù)學(xué)物理,到博士以后轉(zhuǎn)向凝聚態(tài)物理,他一直都知道“碰撞”的重要性。而他獲批立項的國家自然科學(xué)基金面上項目“自旋模型中的新奇量子態(tài)”,既離不開此前的積累,也希望能在新的“碰撞”中激發(fā)出更為閃耀的光芒。

        刷新物質(zhì)相認知

        2010年10月,拿到香港科技大學(xué)凝聚態(tài)物理學(xué)博士學(xué)位之后,劉正鑫選擇了清華大學(xué)高等研究院。在那里,他遇到了文小剛教授,并隨這位有“諾獎級別大牛”美譽的物理學(xué)家做博士后研究。

        在拓撲序研究領(lǐng)域,文小剛教授堪稱是奠基者和集大成者。同這樣一位學(xué)者合作,劉正鑫很幸運地參與了一個剛剛起步的理論領(lǐng)域的研究。大家熟悉的拓撲絕緣體,一種“體內(nèi)”絕緣但邊界導(dǎo)電的材料,是受電荷守恒和時間反演對稱性保護的。這一現(xiàn)象不只存在于電子系統(tǒng),還可以推廣到其他系統(tǒng),從而觸發(fā)了一個新的物質(zhì)態(tài)——對稱保護拓撲(SPT)序。追隨文小剛教授,劉正鑫開始進入對稱保護拓撲序以及對稱豐富拓撲序方面的研究。

        認識物質(zhì)的相和相變是凝聚態(tài)物理的重要內(nèi)容?!皞鹘y(tǒng)理論認為,物質(zhì)分為氣、液、固、鐵磁(反鐵磁)、超流、超導(dǎo)等相,而對物質(zhì)的相的物理描述則基于和對稱性自發(fā)破缺相關(guān)的局域序?!鄙蟼€世紀80年代,分數(shù)量子霍爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)是現(xiàn)代量子多體理論研究的一個里程碑,導(dǎo)致了一個新的非局域序概念的產(chǎn)生,也就是所謂的內(nèi)稟拓撲序,并引發(fā)了研究非傳統(tǒng)的物質(zhì)的相的熱潮。這次對稱保護拓撲序的發(fā)現(xiàn),無論是在劉正鑫這樣的年輕人眼中,還是對整個物理學(xué)界來說,都是極為重要的。當他們將對稱保護拓撲序從電子系統(tǒng)往外推廣之后,相互作用的玻色系統(tǒng)乃至磁性系統(tǒng)等都可能在對稱保護拓撲序的覆蓋范圍之內(nèi)。這在很大程度上更新了人們對世界和物質(zhì)的認識。“而其中的對稱保護,也不光是時間反演對稱能做到的,事實上,任何一個對稱性都可能起到保護作用?!眲⒄握f。2011年7月起,劉正鑫開始獨立主持博士后基金項目“低維自旋系統(tǒng)中的對稱保護拓撲序”,對稱保護拓撲序的可推廣性得到了初步驗證。他的工作顯示,對稱保護拓撲序可以通過簡單相互作用的自旋模型來實現(xiàn),雖然還只是低維系統(tǒng)。

        “對稱保護拓撲序往往是從最基本的理論出發(fā),發(fā)現(xiàn)一些新奇的態(tài),然后構(gòu)造模型,最后從實驗里去模擬實現(xiàn)?!狈路鹨粋€先提出預(yù)言,再尋找真相的過程,劉正鑫在其中不亦樂乎,他與陳諧、文小剛、顧正澄等人合作,取得了一系列進展。為了為闡明玻色性SPT相存在于更高維系統(tǒng),他們構(gòu)造了由最簡單的群——Z2群保護的玻色性SPT態(tài)。這也是二維系統(tǒng)的第一個玻色性SPT態(tài),其邊界要么發(fā)生對稱自發(fā)破缺,要么是無能隙的。而后,他們又發(fā)現(xiàn)了d維系統(tǒng)中由對稱群G保護的SPT相的分類理論,為研究SPT相的物理性質(zhì)和模型實現(xiàn)提供了非常重要的線索。從低維到高維;從格點波函數(shù)中的SPT序,到相互作用費米子系統(tǒng)的SPT相;從發(fā)現(xiàn)新奇相,到探索SPT相的物理實現(xiàn)……他們將對稱保護拓撲序打造成一支績優(yōu)股。

        “冷原子系統(tǒng)里存在很高的對稱性,可能會出現(xiàn)一些一般系統(tǒng)中沒有的更新奇的相。我們的下一個目標就是在冷原子系統(tǒng)中把它們模擬實現(xiàn)出來,并進行數(shù)值驗證。這也是我今后的一個方向。”劉正鑫說。

        “對稱保護拓撲序”很年輕,但自它“誕生”后,斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校等著名高校中紛紛有學(xué)者開展相關(guān)研究,短短幾年中就將其深度和高度推至一定程度。但與之相對的是,國內(nèi)的相關(guān)研究要少一些,需要進一步發(fā)展壯大。

        致力于量子磁性研究

        劉正鑫涉足的領(lǐng)域中,另一個重要方向就是量子磁性。說起來,他在量子磁性上的研究始于香港科技大學(xué),彼時,他正隨吳大琪教授攻讀博士學(xué)位,研究低維阻挫量子磁性系統(tǒng)。在自旋液體方面,劉正鑫研究了Kagome格子上自旋1/2代數(shù)自旋液體的Raman響應(yīng),并以數(shù)值模擬了不同極化通道的散射截面,結(jié)果與后來的實驗數(shù)據(jù)定性符合。

        這只是一個開始。通過初期對Haldane phase的研究,劉正鑫發(fā)現(xiàn)S=1的系統(tǒng)還有很多奧秘待發(fā)掘。由于基態(tài)沒有對稱破缺,Haldane phase本質(zhì)上可以理解為S=1的自旋液體態(tài)。那么,在二維系統(tǒng)中是不是也存在可能的S=1自旋液體相?基于《科學(xué)》雜志上報道的一種材料NiGa2S4,他在讀博期間與周毅、吳大琪合作研究了這種可能性,并采用了一種費米性平均場方法試圖去說明。回北京工作后,他進一步將基于平均場理論的Gutzwiller投影波函數(shù)以及相應(yīng)的變分蒙特卡洛方法推廣到S=1系統(tǒng)。

        用變分蒙特卡洛方法將自旋為1的平均場波函數(shù)做Gutzwiller投影,是劉正鑫與合作者的首創(chuàng)?!拔覀兎椒ㄔ谝痪SS=1的bilinear-biquadratic模型中得到非常好的結(jié)果,不僅解釋了Haldane phase 和dimer phase及兩者之間的相變的所有特征,而且為理解這個模型提供了新的視角?!睂⒄蝸碚f,他們的工作不僅是發(fā)現(xiàn)這兩個相的本質(zhì)分別是長程共振價健態(tài)和短程共振價健態(tài),更重要的是,發(fā)展了一種可研究高維S=1的反鐵磁系統(tǒng)的可行的方法。

        最近,劉正鑫運用上述方法研究了S=1模型中的非對易拓撲序?!斑@是一種更加有趣的拓撲序,如果說非對易拓撲序有什么應(yīng)用的話,那主要是在拓撲量子計算方面?!彼园⒗锇桶瓦M軍量子計算機為背景,闡述了拓撲量子計算比普通的量子計算在理論上更具有優(yōu)越性,而且拓撲序的存在使得系統(tǒng)對局域的小干擾具有免疫性。而其中的關(guān)鍵則是尋找非對易任意子的載體并對其進行操控?!胺菍σ鬃孕后w之前在1/2的系統(tǒng)中有過研究(kitaev模型),可是目前實驗上尚未實現(xiàn)。相應(yīng)的,在S=1系統(tǒng)中,很有可能存在比較簡單的模型來實現(xiàn)非對易自旋液體。如果這種相互作用在實驗上存在,那么將能在實驗室制備出非對易的自旋液體態(tài),并將極大的促進量子磁性和量子計算的發(fā)展?!?/p>

        再接再厲做好導(dǎo)師

        2015年3月,劉正鑫正式入職中國人民大學(xué)物理系,受聘為副教授。在此前研究的基礎(chǔ)上,他開始籌備“自旋模型中的新奇量子態(tài)”項目,準備結(jié)合解析和數(shù)值方法,通過構(gòu)造具體的格點模型研究理論上有趣的新奇量子態(tài),并架起實驗材料和有效場論之間的橋梁。

        門外人看來,他的研究實在是云山霧罩般玄奧,令人望而生畏,但劉正鑫不這么認為。一路過來,從南開大學(xué)碩士導(dǎo)師葛墨林教授身上,他看到了博學(xué)和高屋建瓴。而后,吳大琪教授的敏銳、犀利,文小剛教授的執(zhí)著、深刻,都給他留下了烙印。也曾遇到過困難,也曾不知所措,但他的主旋律依然是樂觀:“研究就是這樣,如果之前能預(yù)測到結(jié)果,可能后來就不會感覺到意義那么大;如果不知道能不能做得通,結(jié)果做通了,意義可能就特別大。可能中間會有一些技術(shù)上的困難,但是可以想辦法去克服?!?/p>

        加入中國人民大學(xué)之后,科研當然還是要做好,劉正鑫希望未來幾年通過面上項目的進展得到更好的結(jié)果。在這個平均年齡只有30歲的項目組中,跟隨他的還都是清華時期的博士后和博士生,他也希望這些年輕人能夠得到成長。

        “打好基礎(chǔ),把握前沿,兩者不可或缺?!碧岬綄W(xué)生,這位年輕的師長也難免叮囑。自香港科技大學(xué)畢業(yè)后,他并沒有“窩在”內(nèi)地,而是多次前往美國麻省理工學(xué)院和加拿大理論物理前沿研究所訪問學(xué)習(xí),因為“人在一個地方待久了會有惰性”,更何況思想的碰撞能夠為科研生涯提供源源不斷的活力。世界那么大,他不想做井底之蛙,也希望能為學(xué)生提供出去看看的機會。

        對于今后的人大時光,他表示要再接再厲做好導(dǎo)師,將自己的經(jīng)驗口傳身授給學(xué)生,讓他們少走彎路?!皯?yīng)該給學(xué)生一個相對自由的空間,鼓勵他們?nèi)崿F(xiàn)各種各樣的想法?!痹谒劾?,學(xué)生能夠主動思考并找出有趣的問題,比他自己做出東西都值得高興。這也是他身為師者的樂趣。

        猜你喜歡
        凝聚態(tài)磁性量子
        纏結(jié)度對UHMWPEE凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和沖擊強度的影響研究
        贊國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者薛其坤院士
        分子玻色—愛因斯坦凝聚態(tài)首次形成
        2022年諾貝爾物理學(xué)獎 從量子糾纏到量子通信
        凝聚態(tài)合成毒死蜱
        決定未來的量子計算
        新量子通信線路保障網(wǎng)絡(luò)安全
        自制磁性螺絲刀
        一種簡便的超聲分散法制備碳量子點及表征
        磁性離子交換樹脂的制備及其對Cr3+的吸附
        精品久久久亚洲中文字幕| 亚洲国产精品久久电影欧美| 国产色在线 | 亚洲| 精品无码国产自产野外拍在线| 亚洲是图一区二区视频| 国产成人综合亚洲国产| 国产情侣亚洲自拍第一页| 国产精品免费观看调教网| 国产成人亚洲综合色婷婷| 亚洲精品成人网久久久久久| 美女被射视频在线观看91| 日韩有码中文字幕在线视频| 熟妇高潮一区二区三区在线观看| 国产乱子伦农村xxxx| 国产精品视频一区二区三区四| 日韩欧美亚洲国产一区二区三区| 久久精品国产亚洲av沈先生 | 亚洲一区二区三区精品网| 一区两区三区视频在线观看| 亚洲国产精品久久无人区| 亚洲高清乱码午夜电影网| 国产av人人夜夜澡人人爽| 欧美日韩一区二区三区视频在线观看| 手机在线中文字幕av| 一区二区精品国产亚洲| 激情综合色综合久久综合| 国产精品九九九无码喷水| 久久中文字幕av第二页| 91成人黄色蘑菇视频| 色婷婷亚洲一区二区三区| 少妇内射高潮福利炮| 青青草视频在线视频播放| 免费人妖一区二区三区| 亚洲av高清在线观看一区二区| 综合无码一区二区三区| 国产成人久久精品77777综合| 亚洲精品国产av成拍色拍| 奇米影视色777四色在线首页| 老熟妇乱子伦av| 中文字幕午夜AV福利片| 中文字幕有码在线亚洲|