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物理  
  物理--2019, 48 (6)   发布日期: 2019-06-12

封面故事:本期封面显示的是由中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心潘建伟、赵博研究组首次观测到超低温下分子和原子间磁场可调的散射共振。相应的研究发表于Science杂志(Yang et al. Observation of magnetically tunable Feshbach resonances in ultracold 23Na40K+40K collisions.Science,2019,363:261)。在该研究中,他们从温度为几百纳开的超冷钠和钾原子混合气出发,通过精密的调节磁场来精确地调控原子分子散射态和三体束缚态的能量差,成功地在分子损失谱上观测到了超低温下钠钾基态分子和钾原子间的一系列散射共振峰。这些散射共振提供了对含有高达49个电子的钾-钠-钾三原子分子复杂体系势能面的超高精度测量,成功获取了势能面在短程部分的重要信息。这项研究成果为精确模拟量子化学中多电子问题提供了高度可控的强有力的研究工具。

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评述

基于对称性指标预测拓扑材料 Hot!

唐峰,万贤纲
2019, 48(6): 341-356     全文: PDF (4035 KB)   ( 下载: 1240 )
摘要

拓扑材料是凝聚态物理和材料科学领域的前沿课题。随着理论方法的发展,最近人们在大规模筛选拓扑材料方向取得了多个进展。文章着重介绍作者基于对称性指标理论发展的根据在原子绝缘体基组展开系数高效判断材料拓扑性质的方法,以及相关的典型材料。人们预言的数千个新的拓扑体系为进一步深入研究拓扑材料提供了基础。

光物理专题

人工光学微结构研究进展 Hot!

李占成,程化,陈树琪
2019, 48(6): 357-366     全文: PDF (3607 KB)   ( 下载: 1045 )
摘要

受益于新世纪以来微纳加工技术的快速发展,人工光学微结构的相关研究在近二十年里取得了长足进步。人工光学微结构集合了光学介观体系丰富的物理机理、有力的光参量调控手段,为实现对光与物质相互作用的有效操控提供了一种全新的方式,为光学器件的小型化、集成化和轻质化提供了新的途径。文章将对人工光学微结构这些年的发展进行概述,并展示该研究领域的最新研究进展。

微纳尺度腔量子电动力学 Hot!

段雪珂,古英,龚旗煌
2019, 48(6): 367-375     全文: PDF (2564 KB)   ( 下载: 1141 )
摘要

腔量子电动力学是在单量子层次上研究光和物质相互作用,在光和原子的强弱耦合、量子相干以及量子信息等方面取得了巨大的成功。通过局域场增强效应,微纳光子结构可以极大地提高光和量子体系的耦合强度,给传统腔量子电动力学带来了新的研究机遇。文章综述了微纳尺度腔量子电动力学的基本原理、重要进展以及可能的应用,特别是在基于金属微纳结构的复合体系中的量子光学效应。这些研究工作不但丰富了光和物质相互作用的内容,还将为芯片上量子信息过程及其可扩展量子网络提供一定的基础。

能谷光子晶体与拓扑光传输 Hot!

汤国靖,陈晓东,董建文
2019, 48(6): 376-384     全文: PDF (3489 KB)   ( 下载: 1051 )
摘要

在传统光学原理框架下,高效光传输问题在集成光电子领域的发展受到了制约。人们希望从物理源头出发,提出新型原理机制或设计方法,来获得整体上的高保真光传输性能。这正好与近年兴起的拓扑光子学内涵相吻合。近年来,光子晶体和超构材料等多种电磁系统都被用于拓扑光子学的研究中,并受到了广泛关注。文章简要回顾拓扑光子学的发展历程,重点介绍能谷光子晶体的物理特性和最新研究进展,集中论述了电磁对偶能谷光子晶体的理论提出、能谷光子晶体分类与微波实验观测、硅基能谷光子晶体与光波段传输实现等方面。最后,将讨论该领域的未来,并展望其在微纳集成光子学领域的可能发展方向。

研究快讯

首次观测到超低温度下钠钾基态分子和钾原子碰撞的散射共振 Hot!

杨欢,赵博,潘建伟
2019, 48(6): 385-387     全文: PDF (2459 KB)   ( 下载: 1024 )
摘要

量子计算和量子模拟具有强大的并行计算和模拟能力,不仅为经典计算机无法解决的大规模计算难题提供有效解决方案,也可有效揭示复杂系统的物理规律,为新能源开发、新材料设计等提供指导[1]。量子计算研究的终极目标是构建通用型量子计算机,但这一目标需要制备大规模的量子纠缠并进行容错计算,实现这一目标仍然需要经过长期不懈的努力。

物理攫英

传染性疾病遇上纳米生物传感器

樊秦凯,马璐
2019, 48(6): 389-390     全文: PDF (1494 KB)   ( 下载: 1024 )
摘要
Joe McEntee报道,纳米生物传感器有潜力成为快速、经济、简单的检测有害微生物的手段,尽管目前应用于临床领域还存在一些障碍。

暗能量的多重探测

周书华
2019, 48(6): 391-391     全文: PDF (1169 KB)   ( 下载: 1182 )
摘要
研究导致宇宙加速膨胀的暗能量是当今宇宙学最重要的任务之一。物理学家通过对更广大的宇宙进行研究,对暗能量的性质做出限制。如今暗能量巡天(DES)用四种观测量作为探针:超新星、重子声学振荡、引力透镜和星系群集。多探针方法可使未来的研究将限制改进几个数量级,并可能破解暗能量之谜。

性骚扰驱赶女性于物理学门外

戴闻
2019, 48(6): 392-392     全文: PDF (1147 KB)   ( 下载: 1046 )
摘要
你可能认为性骚扰是“过去的事情”,或者“只有少数”女性经历过性骚扰。这些说法并不符合现实。2014年的一项研究发现,性骚扰影响到了科学、技术、工程、数学和医学领域 (STEMM)的大多数妇女。现在,一项对物理学专业女大学生的全面调查显示,这一群体的女性在职业生涯之初也面临着同样令人不安的情况。
物理学史和物理学家

玻恩如何帮助学生——以对杨立铭的关照为例

厚宇德
2019, 48(6): 393-396     全文: PDF (3078 KB)   ( 下载: 1034 )
摘要
杨立铭(1919—2003)于1945年被公派到英国学习,经过思考,1946年选择到爱丁堡大学玻恩门下深造。杨先生之子杨跃民在写给本文作者的信中说:“我父亲当年到英国留学,希望拜玻恩为师,当时玻恩给了我父亲一个问题,让他解决,我父亲很快就做出来了,玻恩觉得出乎意料便收他做了学生。”杨立铭1948年获得博士学位,并在玻恩授意和帮助下继续留在爱丁堡大学做博士后研究工作。
量子十问

量子十问之九:量子传感刷新测量技术极限

郭光灿
2019, 48(6): 397-398     全文: PDF (1832 KB)   ( 下载: 1076 )
摘要
人类社会的发展进程从某种意义上就是测量技术不断进步的过程。测量技术的核心就是追求更高的精度。当前,最精密的测量仪器是激光干涉仪引力波天文台(LIGO)。利用它人类首次观测到了引力波事件,代表了人类当前最高的测量本领。如何进一步提高测量精度,科学家们不约而同地把目光聚向基于量子力学的量子精密测量技术。
天行见物理

天行见物理之六:清漏声长

李轻舟
2019, 48(6): 399-402     全文: PDF (2481 KB)   ( 下载: 1059 )
摘要
熏笼玉枕无颜色,卧听南宫清漏长。
——王昌龄 《长信秋词五首·其一》
科学咖啡馆

当诗词遇见科学——中国科学院物理研究所“大自然的AB面”主题讨论侧记

徐都,成蒙,魏红祥
2019, 48(6): 403-404     全文: PDF (1933 KB)   ( 下载: 1114 )
摘要
2019年5月24日晚,由科技部引进国外智力管理司、中国科学院科学传播局、北京市科学技术委员会、中国人民革命军事博物馆、中国科技新闻协会科普工作委员会支持,中国科学院物理研究所承办的第38期科学咖啡馆活动作为2019全国科技活动周压轴戏“科学之夜”的特别节目,在中国人民革命军事博物馆开启大幕。
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