近期出版
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Vol.73 No.24
2024年12月20日
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Vol.73 No.23
2024年12月05日
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Vol.73 No.22
2024年11月20日
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Vol.73 No.21
2024年11月05日
- 全部过刊
摘要 +
在双模Dicke模型的基础上, 研究了光场(模式1)与机械振子有非线性耦合的双模光机械腔中冷原子的量子相变. 利用自旋相干态及变分法得到了系统基态能量的泛函. 通过求解和判定稳定性, 得到了相变点和基态相图. 发现存在正常相和反转正常相的双稳态, 超辐射相和反转正常相的共存态, 以及单独存在的反转正常相. 原子与两模光场相互作用强度的不同对相变点的值有较大影响, 存在正常相经过相变点到超辐射相的量子相变. 光-声子非线性耦合对相变点没有影响, 但诱导了超辐射相的塌缩, 存在一个转折点, 经过转折点可以实现超辐射相到反转的正常相的量子相变. 超辐射相的区域随着光子-声子耦合的增加而减小, 在耦合的临界值处收缩为零, 即转折点和相变点重合, 并且有可能出现两个正常相之间的原子布居数的反转; 光-声子的非线性耦合还产生了不稳定的非零光子态, 它与超辐射态相对应. 在不含机械振子时, 回到双模Dicke模型的结果.
摘要 +
现有量子密钥分发系统的光源主要是弱相干态光源, 但是由于该类光源中含有大量的真空态脉冲, 并且在光源调制过程中可能存在一定信息泄漏, 从而限制了量子密钥分发系统的最远安全传输距离. 为克服这一局限, 本文提出了一种基于监控标记单光子源的量子密钥分发协议. 一方面, 通过借助标记单光子源中极低的真空态概率, 提升了系统的极限传输距离; 另一方面, 在系统发射端添加了Hong-Ou-Mandel (HOM)光源监控模块, 通过测量HOM干涉可见度的大小来精确刻画出源端可能泄漏信息量的大小, 从而更加准确地估算出系统可提取密钥率的大小. 此外, 将本工作与其他同类协议进行数值仿真对比, 仿真结果显示, 本协议在传输距离和密钥率等方面具有更加优越的性能. 因此, 本工作为未来发展更安全可靠的量子通信网络提供了重要的参考价值.
摘要 +
1934年, 普林斯顿大学的Eugene Wigner预言了电子晶体的存在. 电子同时具有动能和相互作用的势能, 当电子态密度满足一定的条件时, 由于电子之间的排斥作用, 电子会倾向于按规则的晶格结构排布, 形成电子晶体, 也称为维格纳晶体. 近90年来, 维格纳晶体一直吸引着凝聚态物理学家. 1979年, 实验发现在液氦表面存在从电子液体到电子晶体的相变. 之后的实验中观察到在强磁场下的二维电子气中存在二维维格纳晶体的特征. 然而, 在实空间中直接观测二维维格纳晶体仍然是一项艰巨的挑战. 通过WSe2/WS2 moiré超晶格上方的石墨烯传感层, Li等在实验中观察到了维格纳晶体的实空间形貌. 而在最近的研究中, Tsui等使用高分辨率扫描隧道显微镜测量技术, 直接对贝纳尔堆叠(Bernal stacking)双层石墨烯中的磁场诱导维格纳晶体进行成像, 并研究其结构特性与电子密度、磁场和温度的函数关系. 本文将通过4篇代表性工作, 简要介绍维格纳晶体的进展和发展前景.
封面文章
2024, 73 (24): 240701.
出版时间: 2024-12-20
摘要 +
高电荷态离子俘获靶原子、分子中的电子是一个多原子中心束缚态电子跃迁相关的基本原子物理过程, 所形成的高激发态离子的退激辐射对于X射线天文建模、聚变等离子体诊断及离子束与物质作用机理研究等方面至关重要. 经过不断的完善和发展, 冷靶反冲离子动量谱仪(COLTRIMS)技术已经广泛应用于测量电子俘获过程中的量子态选择布居. 基于复旦大学150 kV高电荷态离子碰撞实验平台及冷靶反冲离子动量谱仪, 本文开展了1.4—20.0 keV/u的Ar8+ 炮弹离子与He原子碰撞过程中双电子俘获量子态选择截面的系统测量, 并获得了3l 3l'至3l 7l' 双激发态的相对截面. 研究发现Ar8+-He双电子俘获过程中, 随着碰撞能量的增大, 更多的量子态转移反应通道被打开, 而且量子态选择布居的相对截面对炮弹离子能量呈现强烈的依赖关系.
摘要 +
希格斯物理是高能物理最重要的研究方向之一. 希格斯机制赋予了基本粒子质量, 并预言了希格斯玻色子的存在. 大型强子对撞机(LHC)上的ATLAS和CMS实验在2012年发现了希格斯玻色子, 完成了标准模型的基本粒子谱. 高能物理学家研究了希格斯玻色子的各种性质, 来检验标准模型的希格斯机制是否正确, 并探寻是否存在新的希格斯机制. 高能物理学家也提出了希格斯工厂的计划, 进行了大量的预研工作. 本文回顾了希格斯玻色子的发现历程, 介绍了其物理性质的研究现状, 并讨论了未来希格斯工厂的物理前景.
摘要 +
强激光相干激发为Rydberg态的产生和调控提供了新的手段. 本文主要研究不对称包络强激光场中Rydberg态产生的动力学过程, 发现Rydberg态的产率随激光包络上升沿的持续时间延长而增加. 利用电离率与随时间变化的再捕获率的乘积计算Rydberg态的布居, 将定量再散射理论推广到强场激发过程中. 通过分析Rydberg态的产生窗口, 得到了再捕获率的解析公式, 发现再捕获率与包络形状呈负相关, 并随剩余相互作用时间的延长而减小. 利用激光包络影响Rydberg态产生的新机理, 为强场激发原子分子的超快动力学提供了新的调控手段, 也为基于Rydberg原子的超快量子信息技术提供了新的方案.
摘要 +
超快强场相干调控分子解离在原子与分子物理、物理化学、量子调控等多个领域引起了重要关注, 在现象理解、机理探究和调控方案等多个方面仍然存在许多值得深入研究的问题. 近期研究表明, 在保持光谱振幅分布不变的条件下, 对最初处于基电子态纯本征态的分子, 通过调制单个超快强紫外激光脉冲的光谱相位分布, 可以有效调控总解离概率和分支比. 本文采用含时量子波包方法, 进一步探讨了光谱相位调控氯溴甲烷(CH2BrCl)分子的光解离反应, 着重探究了初始振动态对解离反应的影响. 为了凸显超快强场脉冲调控解离机理与弱场的不同, 本文展示了在弱场极限下, 改变单个超快脉冲的谱相位不会影响总解离概率和分支比; 然而在强场极限下, 总解离概率和分支比对单个超快脉冲的谱相位有明显依赖性. 通过分析基电子态振动态布居分布, 发现啁啾脉冲可以有效调控强场极限下诱导的共振拉曼散射(resonance Raman scattering, RRS)现象, 从而导致解离概率和分支比对初始振动态的选择性. 研究结果进一步表明, 通过选择合适的初始振动态并调控啁啾率的值和符号, 可以实现Cl+CH2Br键的优先断裂. 该研究为理解超快光场相干控制多原子分子光解反应提供了新的视角.
编辑推荐
2024, 73 (24): 243401.
出版时间: 2024-12-20
摘要 +
基于从头算 R -矩阵方法, 在固定核近似下, 采用单态密耦合(close couple, CC)模型, 研究了低能电子与$ {{\mathrm{C}}}_{4}^{-} $负离子的散射过程. 研究结果预测了该负离子四种异构体在0—12 eV的能区内的电子弹性散射积分截面, 研究了存在的共振态以及构型变化对共振态位置与宽度的影响. 此外还对理论结果与现有实验数据进行了细致的比较和分析, 结果表明, 实验观测到的8.8 eV共振峰主要是异构体A的$ {{{\Sigma }}}_{{\mathrm{u}}}^{+} $和$ {{{\Sigma }}}_{{\mathrm{u}}}^{-} $共振态的贡献以及少部分来自异构体C的A2共振态的贡献. 散射截面上揭示了异构体A存在五个共振态, 异构体B有三个共振态, 异构体C和D各存在四个共振态. 最后, 根据玻尔兹曼分布计算了不同温度下各异构体的布居, 模拟了在常温条件下$ {{\mathrm{C}}}_{4}^{-} $的低能电子弹性散射积分截面, 与已有的实验结果符合较好. 同时还发现在3.3 eV的低能区处存在一个宽度为0.20 eV的势形共振态, 为实验的进一步证实提供了理论参考.