外爾半金屬是一類重要的拓撲物態(tài)，有且僅有兩個外爾點的理想外爾半金屬是外爾半金屬“家族”中最為基礎(chǔ)的一員。近年來，外爾半金屬材料研究取得諸多重要進展，但僅有兩個外爾點的外爾半金屬尚未實現(xiàn)。通過對超冷原子的操控實現(xiàn)外爾半金屬等高維拓撲物態(tài)的量子模擬，也同樣是一項重大挑戰(zhàn)。
在國家重點研發(fā)計劃“量子調(diào)控與量子信息”重點專項等科技計劃的支持下，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)與北京大學(xué)聯(lián)合研究團隊進行了巧妙的實驗設(shè)計，通過將光晶格“旋轉(zhuǎn)”45°，并將相位鎖定，準確構(gòu)造出三維結(jié)構(gòu)的拉曼勢，在國際上首次合成了三維自旋軌道耦合，并通過調(diào)節(jié)實驗參量合成了有且僅有兩個外爾點的理想外爾半金屬能帶結(jié)構(gòu)。
該工作開啟了超越傳統(tǒng)凝聚態(tài)物理的外爾型拓撲物理的量子模擬，為冷原子體系研究拓撲物理中的新奇現(xiàn)象打開了新的方向，相關(guān)技術(shù)方案也可推廣到超冷費米子體系開展強關(guān)聯(lián)拓撲物理研究領(lǐng)域。該工作有望大力推動超冷原子量子模擬的發(fā)展。
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