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姚星灿

 

        我的主要研究方向是超冷原子量子模拟。超冷原子气体是处在极低温度(亿分之一开尔文)下的一种宏观量子物质,具有独特的量子力学波动性和宏观量子相干性。作为一个纯净可人为操控的量子体系,超冷原子不仅拥有Feshbach共振、光晶格等丰富的主动精确调控技术,而且具有量子气体显微成像、射频能谱、时间飞行法等丰富的探测手段。因此它是公认的研究量子物态及其物理规律,发现新奇量子现象的理想平台。

 

        我的研究基于两种不同类型的原子:锂原子质量轻,原子间的接触相互作用易于调控;镝原子质量重,具有最大的永久磁矩,可以实现强偶极-偶极相互作用。实验上,我们将这两种原子囚禁在光晶格中,除了由接触相互作用导致的单粒子隧穿效应和格点内相互作用,还存在着由偶极相互作用引起的格点间的近邻相互作用等。理论预言,这些相互作用之间的竞争会导致许多低温下的新奇量子相,如电荷密度波、超固体等。通过发展这一复杂多体量子体系的精确制备、操控与探测技术,我们将有望实现这些新奇量子相,并能够深入的研究低温下强关联多体系统的许多重要物理问题,如赝能隙物理、奇异金属、d波超流等,最终为揭示以高温超导为代表的新型量子材料的物理机制做出贡献。

 

 

        姚星灿,1983年11出生于重庆市,2006年7月毕业于中国科学技术大学获学士学位。2012年7月于中国科大合肥微尺度物质科学国家研究中心取得博士学位,期间获得彩世界APP下载研究生奖学金,中科院院长特别奖,博士论文入选中科院百篇优秀博士论文。2013年至2016年在德国海德堡大学从事博士后研究,期间入选洪堡学者。2017年入选国家第十三批“青年千人计划”,任中国科学技术大学教授,博士生导师,并担任科技部重点研发计划项目“异核量子简并混合气体多体效应研究”课题负责人。

 

        姚星灿长期从事量子物理基础实验研究,致力发展光与冷原子量子调控技术,取得了一系列有重要意义的研究成果,例如,他实现了八光子、十光子量子纠缠态的制备,并以此为基础实现了拓扑量子纠错;他实现了一种全新的量子物态——质量不平衡的双超流体以及其中的量子涡旋晶格;他在玻色-爱因斯坦凝聚体中发现了第一个教科书般的d波势形共振,并实现了d波分子超流和原子的混合气体。迄今,他在Nature、Nature Photonics、Nature Physics、Optica、Physical Review Letters等国际学术期刊上发表论文20余篇,申请发明专利两项,并受邀撰写了《量子光学研究前沿》一书(专题1)。研究成果曾分别入选“中国科技十大进展新闻”,“中国科学十大进展”。

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