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12月9日-物理学科云端学术报告(张瑜瑜教授,重庆大学)

作者:研究生办-马俊  发布者:研究生办-马俊   发布时间:2022-12-02  浏览次数:224

【报告题目】人工磁场调控下的超辐射相中发现类量子磁性现象

【报 告 人】张瑜瑜 教授, 重庆大学 物理学院

【报告时间】129日(周五)上午10:00

【腾讯会议号】892 200 078

【报告摘要】

量子光学系统与磁性系统分属于完全不同的物理领域,然而我们创新性地提出了一种方式可以从磁性相互作用的角度来理解量子光学模型中丰富的超辐射相变等物理机制。近年来人们对磁性材料中自旋的Dzyaloshinskii-Moriya (DM)作用具有浓厚的兴趣,因为这种磁性作用与铁磁作用的竞争形成了自旋波矢的左手和右手旋转的螺旋磁结构,称为手性磁体,出现磁性斯格明子(skyrmion)等有趣现象。不同于真实的磁性材料,等效的赝磁性系统更容易实现不同的磁性作用及作用强度的调制。光与物质相互作用系统具有高度的人工可操纵性,可模拟实际磁性系统难以实现的磁作用及现象。

我们在光与原子相互作用系统-量子拉比环中引入人工磁场调控[1],发现该系统可等效于量子磁性系统,出现了等效的自旋DM作用和XY自旋交换作用,且作用强度受人工磁场的调制,两种系统得到了相同的量子相图,观测到系统的时间反演对称性和手性对称性的破缺[2]。通过自旋不同磁性作用的竞争来描述量子拉比环模型中光子被激发的三种超辐射相,分别等效于自旋磁性系统的铁磁相,反铁磁相和手性磁性相;光子不激发的正常相类比于顺磁相。在手性磁性相,DM作用起主导作用,可观测到不同格点上赝自旋的xy分量形成类似磁性斯格明子的结构,这与手性超辐射相的复数序参量相关。我们发现,奇数和偶数的量子拉比环系统,其手性量子相的激发能的临界指数不同,且手性磁性相与铁磁相,反铁磁相属于不同的相变普适类。该工作不仅开拓了量子光学模型中手性超辐射相与自旋磁性系统的手性磁性本质关联的研究,而且将来可应用到复杂磁性系统的新奇量子现象的模拟中。

[1]Y.Y.Zhang, et al.,Phys.Rev.Lett.127.063602(2021)

[2]Diego, Pu, Cheng, Zhang, Phys.Rev.Lett.129.183602(2022).


【报告人简介】

张瑜瑜,重庆大学物理学院,教授,博士研究生导师。2005年本科毕业于华中师范大学物理科学与技术学院,2010年毕业于浙江大学物理系,获博士学位。先后在新加坡南洋理工大学做博士后,在北京计算科学研究中心,中物院研究生院访问。已在Phys. Rev. Lett.Phys.Rev. A/B等杂志发表论文三十余篇,主持承担包括国家自然科学基金面上项目和重庆市自然科学基金在内的多个科研项目。主要研究方向包括:量子光学,凝聚态理论、量子多体相变等。

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