量子点耦合强度对手性Majorana费米子共振交换的调制

本文研究了外部量子点耦合作用下,量子点耦合两个手性Majorana费米子体系的共振交换.为了观察两个手性Majorana费米子的共振交换,提出了一种基于量子反常霍尔绝缘体(QAHI)近邻耦合s波超导体的电路.数值计算的结果表明,通过外部量子点耦合强度可以调节手性Majorana费米子的共振透射.如果经历了共振隧穿的一个手性Majorana费米子与另一个量子点或Majorana零能模发生共振耦合,则可以实现与超导相位无关的非阿贝尔编织操作.因此所设计方案为Majorana费米子的非阿贝尔编织操作提供一种新的方式,这些发现可能在拓扑量子计算的实现中具有潜在的应用价值.

球对称时空中的费米子壳层

该文运用统计力学方法研究了内表面位于施瓦西黑洞视界附近的具有普朗克长度的费米子壳层的热力学性质.根据费米子巨配分函数的定义式,通过对协变相空间体积的计算,得到了费米子的巨配分函数的具体表达式,由此在弯曲时空中发现了在非零温度下费米子会出现凝聚现象.通过分析Schwarzschild黑洞视界附近费米子气体的熵发现,它表现出类似于Bekenstein-Hawking熵的面积依赖性.当把这些推向D+1维球对称静态时空时,以上结论仍然成立.这些结果为黑洞热力学的研究提供了新的视角.

关联电子材料与散射谱学专题编者按

关联电子材料是凝聚态物理的基础前沿领域,深刻体现了凝聚态物质中“多者异也(more is different)”的特征.由于材料内部自旋、轨道、电荷等多种自由度的相互耦合,关联电子材料中蕴含了极其丰富的相互作用机制,进而层展出一系列关联物态,例如高温超导电性、重费米子、庞磁阻、量子自旋液体、量子相变、奇异金属、磁性关联拓扑等,具有重大的材料学应用价值.但是,强关联特性意味着电子-电子间的相互作用已不可忽略,传统的基于密度泛函的计算难以准确理解其机制或预言其关联物态特性,因此关联电子材料的机理研究往往是由实验技术发展和实验观测结果所驱动的.理解关联电子物态的关键在于明确材料中各个自由度的能量尺度、耦合方式和竞争关系.散射谱学是关联电子材料非常重要的定量研究技术,包括基于光子、电子、中子、缪子等为探测媒介的各类非弹性散射实验技术及方法学.

任意空间维倾斜狄拉克费米子的带内纵向光电导的推导

狄拉克费米子是当前凝聚态物理中的研究热点.狄拉克费米子的纵向光电导,因其能够提取能带结构信息而被广泛关注.本文基于低能有效模型与线性响应理论,利用生成函数方法,解析地处理零温下任意空间维、任意倾斜相的狄拉克费米子的带内纵向光电导.特别地,我们讨论了二维和三维空间情况,并揭示了不同维度的倾斜类型对带内纵向光电导的影响.文中发展的生成函数方法有望用于其他相关问题的研究.

用旋转引力场分辨中微子的费米子类型

在前人关于Majorana费米子和Dirac费米子在Schwarzschild时空中的散射和挠率对这两种费米子散射影响研究的基础上,在引力的弱场近似和引力场对费米子散射的微扰论的最低阶近似下,仿照挠率的分解,将自旋联络分解为在宇称变换下类似矢量的部分和类似轴矢量的部分;分别分析了这两部分对两种费米子的散射矩阵元的影响,发现一般的引力场对两种费米子的量子散射矩阵元存在差别,并且差别来自类似矢量的部分;之后,在Kerr引力场背景下,对上述发现进行了验证,发现两种费米子的散射矩阵元的差别与引力源的质量和角动量有关,并且当角动量为0时,会退化为Schwarzschild时空中的情况.

我国首次成功构建超越经典计算机的量子模拟器

日前,中国科学技术大学(以下简称中国科大)潘建伟院士和陈宇翱、姚星灿、邓友金教授等人成功构建了求解费米子哈伯德模型的超冷原子量子模拟器,以超越经典计算机的模拟能力首次验证了该体系中的反铁磁相变,向获得费米子哈伯德模型的低温相图。

超越经典计算机的量子模拟器首次构建

据报道,中国科学技术大学潘建伟、陈宇翱、姚星灿、邓友金等人成功构建了求解费米子哈伯德模型的超冷原子量子模拟器,以超越经典计算机的模拟能力,首次验证了该体系中的反铁磁相变。相关研究成果于2024年7月10日在线发表在国际学术期刊《自然》上。国际学术界为量子计算的发展设定了3个阶段:一是实现“量子计算优越性”,这一里程碑目前已达到;二是实现专用量子模拟机以求解诸如费米子哈伯德模型这一类重要科学问题,这是当前的主要研究目标;三是在量子纠错的辅助下实现通用容错量子计算机。

编内费米子反物质和"编外"玻色子反物质对称性的讨论

对夸克、轻子等费米子和"编外"具有反夸克性质、反轻子性质的玻色子间的对称性作了讨论;讨论了反夸克、反轻子与"编外"玻色子中反夸克、反轻子间的对称规律,并对编内反重子及"编外"玻色子构成的反重子的不同性质进行了比较,分析了它们之间规律性的异同.

重费米子超导与竞争序

与其他非常规超导系列相比,重费米子超导体往往具有丰富多样的竞争序,超导与各种竞争序相伴而生,电子配对与反铁磁涨落、铁磁涨落、价态涨落、电四极矩涨落等量子临界涨落密切相关,扩充了非常规超导的研究内容.重费米子材料中的f电子往往同时参与超导与各种竞争序的形成,表现出局域与巡游的二重性.重费米子二流体理论为理解重费米子超导与竞争序的关系提供了新的思路.

石墨烯中Dirac费米子量子输运特性研究

利用紧束缚模型的方法研究了石墨烯中Di-rac费米子的势垒相关输运特性,分析了石墨烯中Di-rac费米子的势垒透射率与其入射角度、入射能量、势垒高度和势垒厚度等对应关系。通过理论分析和数值计算表明,石墨烯中Dirac费米子的隧穿系数随矩形势垒的高度和厚度的变化都呈现出明显的振荡效应,隧穿系数与入射角度依赖关系证实了Klein效应。在一定参数下,Dirac费米子的势垒透射率随Dirac费米子入射能量的变化经历从"0"～"1"的突变,显示良好的"电导开关效应",该效应在微电子器件中将有很好的应用前景。

一维费米原子系统中的拓扑超流和Majorana费米子

通过数值求解Bogoliubov de Gennes方程,研究了具有自旋轨道耦合作用的一维费米晶格系统的性质.结果表明:在有限的自旋轨道耦合下和一定的磁场强度时,系统具有零能,此时的准粒子即为Majorana费米子.准无序效应研究表明,Majorana费米子不会被弱准无序所破坏.

“晶体宇宙”中的神秘粒子:外尔费米子

在相对论最子力学框架下的标准模型中，基本粒子有费米型和玻色型两大类。而费米予又可进一步分为二种，即外尔费米了（无质量）、狄拉克费米子（有质量），和马约拉那费米子（为其自身的反粒了）。这里质量指静止质量（下同）。大多数费米子都是狄拉克费米子，如夸克和轻子，以及它们的反粒子。

非绝对零度（T≠0K）“费米海”与电子相变

讨论了计及温度Ｔ＝Ｔｐ时系统的晶格畸变或类相变（ＰＬＴ）所产生的电子－声子互作用后的电子能态变化，提出了系统将产生非绝对零度（Ｔ＝Ｔｃ）“费米海”能态，并导致系统Ｔ＜Ｔｐ时的电子相变，形成更稳定的低能态（超导态或ＣＤＷ等），系统电子相变临界温度Ｔｃ由给出．系统基态不再是“费米海”．

WTC理论和费米子质量

本文系统研究了具有缓变耦合的人工色理论(Walking Technicolor Theory,即WTC理论),讨论了几类WTC模型,讨论了理论中的费米子质量问题。

相干态: 从玻色子到费米子

建议在讲授费米系统的二次量子化时。

3+1维含无质量费米子的格点规范理论——θ真空隧道效应的研究

我们考察了含无质量费米子格点规范理论中含θ参数的生成泛函、哈密顿量、真空态及真空能在手征变换下的变换性质,得出真空能是与θ无关的,即当存在无质量费米子时,格点规范理论中的θ真空隧道效应被压抑.

费米子^40K和玻色子^87Rb的磁光冷却与俘获

本文对费米子^40K和玻色子^87Rb的磁光冷却与俘获进行了实验研究，这是实现量子简并费米气体^40K实验研究的第一步。实验中的激光系统采用三台外腔光栅反馈半导体激光器（ECDL）、四台注入锁尊从鬯光器和一台半导体激光放大器（TA）组成，通过声光调制器（AOM）进行频率设置，可以同时产生冷却^40K和^87Rb原子的冷却光和再抽运光。实验中的。^87Rb原子源由密封在真空系统中的铷泡提供；^40K原子源是一个自制的金属释放剂，由高纯度的金属钙和^40K丰度较高的氯化钾在真空环境下发生置换反应释放出钾原子。

用费米子动力对称模型(FDSM)计算^(110～116)Cd,^(122～128)Te能谱

按照费米子动力对称模型,计算了Cd和Te若干同位素(偶偶核)的能谱,所得结果与实验符合得较好。

中子-质子费米子动力对称模型下核素Xe,Ba和Ce的低激发谱

探讨了在实际原子核体系中存在的区分中子-质子的SO（6）动力学对称性，并利用这种动力学对称性对过渡区的偶-偶核Xe，Ba和Ce等同位素的低激发谱进行了研究．所得理论结果与实验数据相符合．

重费米子二流体理论

强关联电子同时表现出局域和巡游的二重性,这是量子力学波粒二象性在凝聚态物理领域的表现,也是导致强关联材料中各种新奇量子效应的根源。本文以重费米子材料为例,探讨强关联f电子在该类材料中局域和巡游二重行为的实验表现,重点介绍重费米子的二流体唯象理论。这一理论成功解释了众多先前无法解释的实验现象,揭示了重费米子体系复杂行为背后的统一物理起源,为理解强关联系统包括铜氧化物和铁基超导材料中电子的奇异行为提供了一种新的思路,亟待更加深入的理论和实验探索。