近日，在省科技厅、省自然科学基金委公布的2022年度浙江省自然科学基金拟资助项目清单中，我院李慧军教授申报的《PT对称非相干泵浦极化子凝聚体的非线性特性研究》、钱义先教授申报的《高维光学突变的奇异光束产生机理、光场调控及其医学细胞操纵研究》、陈华副教授申报的《基于简并轨道的关联拓扑态模拟》获重点项目立项。
《PT对称非相干泵浦极化子凝聚体的非线性特性研究》
项目简介
超导、超流等自发相干引起的量子相变始终吸引着物理学家关注。1995年E. A. Cornell等学者实现了三种碱金属原子气体的玻色—爱因斯坦凝聚（BEC）。但极低温等苛刻条件，使气体BEC在芯片集成、光信息处理等方面的应用受到限制。半导体材料中的激子（电子、空穴对）与极化子（量子阱激子与微腔光子耦合形成）均成为实现BEC的努力方向。而束缚在二维平面的极化子BEC更具优势：临界温度比激子高四个量级；相干波长更长。近年，由于该系统可控、易实现，且具有强自相互作用和非平衡特性，成为理论研究热点，下一代量子计算与光信息处理器件候选，但体系的非线性特性仍在探索。
本项目基于平衡增益、损耗的目的，构建一套描述parity-time对称非相干泵浦极化子凝聚体的简洁模型；通过多重尺度法，结合数值手段，提出一套行之有效的理论方法，探讨非平衡体系可能存在的丰富非线性模，系统讨论低维、高维、基阶、高阶非线性模的稳定性问题；设计利用维度、外势、泵浦、非局域效应、非线性形式等多种因素稳定与控制非线性模的方案。预期成果可确定描述系统的简洁模型，提供研究该体系的系统方法，阐明稳定非线性模式的内在机制，揭示各种因素之间相互竞争和合作机理，促进非平衡量子理论的发展，推动极化子BEC体系在光信息处理器件中的应用。
负责人简介
李慧军教授：华东师范大学物理系博士研究生毕业，现为浙师大教授、博导，双龙特聘教授。主要研究方向为非线性物理与非线性光学、量子光学。主持国家自然科学基金面上项目2项，青年、理论物理专项各1项，省自然科学基金重点项目1项，面上项目2项。发表SCI论文40余篇。主讲《数理方法》《线性代数》《多重尺度方法在物理学中的应用》等课程，《数理方法》获省优秀研究生课程、省高校首批“互联网+教学”优秀案例，《多重尺度方法在物理学中的应用》获省优秀研究生课程、校课程思政示范课。
《高维光学突变的奇异光束产生机理、光场调控及其医学细胞操纵研究》
项目简介
21世纪是细胞治疗的时代，许多重大疾病的研究和治疗最终都要到细胞中去寻找答案。光学微操纵具有捕获、旋转、移动、融合、运输细胞，以及对细胞进行手术的能力，是无损、无污染的细胞操纵和手术的唯一手段。本项探索奇异光场调控机理，实现灵活三维细胞操控技术，阐明复杂微流体中光学操纵、运输细胞/DNA,或纳米药物光学递送；探索细胞精准手术、细胞融合等关键技术，不仅可以为广大肿瘤患者减轻痛苦，还打破国外高端医疗仪器的对中国垄断，为医学从细胞水平精准诊疗肿瘤疾病提供全新理论及技术。
负责人简介
钱义先教授：中国科学院光电技术研究所博士研究生毕业，主要从事光场调控、衍射突变理论、光镊技术及其在生命医学中的应用研究。主持2项国家自然科学基金面上项目，4项省自然科学基金项目（其中1项省重点项目），其他各类及横纵向项目8项。在Opt. Lett., Opt. Express等权威期刊上发表学术论文SCI论文50余篇；申请国家发明专利12项；指导研究生获省优秀硕士毕业生、十大学术之星、国家奖学金等荣誉；指导大学生在全国大学生光电设计大赛和全国“挑战杯”大赛分别获得国家级银奖和铜奖；获校首批学术名师称号；校光场调控及生物光子学创新团队负责人。
《基于简并轨道的关联拓扑态模拟》
项目简介
拓扑物态因其在拓扑量子计算方面的潜在运用已成为物理学前沿研究的热点问题。从理论研究的角度来看，多体关联体系因为自身的复杂性很难严格求解，也没有统一标准的理论方法去处理。正因为这一理论上的困难和挑战，关联拓扑态的研究尚在起步阶段，其中的物理机制并没有被充分挖掘。本项目拟在简并轨道体系探索和寻找关联拓扑态。通常，轨道的空间各向异性导致的几何阻挫为实现奇异量子态提供了可能。我们的研究将基于轨道方向的最新研究进展，拟在如下面两方面展开深入系统的研究：（1）基于简并轨道的对称性保护的拓扑能带简并点，我们进一步进入多体关联并建立关于实验可调控参数的基态相图；（2）基于超晶格中的广义轨道自由度，轨道局域化导致的拓扑平带将进一步突显多体关联效应的重要性。我们计划在这一体系中寻找关联拓扑量子态。综上所述，我们有理由相信本项目的研究将为在人工量子材料中实现和表征关联量子拓扑态提供必要的理论依据，也将切实推动这一领域的发展。
负责人简介
陈华副教授：浙江大学物理系博士研究生毕业，曾获博士研究生国家奖学金，2011-2012年期间受国家留学基金委资助先后赴美国国家高磁场实验室以及波士顿学院进行学术访问；2014-2017年于北京大学量子材料科学中心从事博士后研究工作；2017年受聘为浙江师范大学双龙学者特聘教授。在物理学评论(Phys. Rev.)系列共合作发表论文20余篇，其中包括2篇Physical Review Letters和1篇Physical Review X，主持国家自然科学基金青年项目和面上项目各1项。
物电学院/供稿
潘耀辉 金璐飒/编辑
陈锐 阮春峰/审核
