近日，我院数理学院物理系理论物理梯队青年教师许军军博士与学院顾强教授、美国康奈尔大学物理系Erich Mueller教授合作，在利用冷原子实现拓扑Haldane相的研究中取得重要进展，在物理学顶级期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上发表了题为《利用光晶格约束的玻色气体实现拓扑的Haldane相》(Realizing the Haldane Phase with Bosons in Optical Lattices)的研究论文。
拓扑态是一种新奇的量子物态，它在一些外界干扰下仍然能够保持系统固有的状态，因而被认为是实现量子计算的最可靠途径。Haldane相即是一种量子拓扑态，该相在边界存在分数的拓扑激发以及非局域的关联等一系列奇特的性质。人们熟知的拓扑态例子还有分数量子霍尔效应、拓扑超导体、拓扑绝缘体等等。
许军军等人的理论工作基于近期美国国家标准技术研究所（NIST）Spielman小组提出的在冷原子中实现zigzag光晶格的实验方案，提出在这一系统中可以借助一系列技术观察到拓扑的Haldane相。通常在格点玻色气体中实现Haldane相需要借助于大的长程相互作用，这一条件在实验中难以达到。许军军等人提出的方案利用冷原子系统的Feshbach共振，通过对系统磁场的周期调制来减小原位相互作用，从而等效地增大长程相互作用强度。利用密度矩阵重整化群（DMRG）技术，进一步绘出了这一系统中观测Haldane相的相图。该工作同时发展了一套数值计算技巧，用来模拟冷原子实验中的观测结果。在冷原子系统中实现与观测到拓扑的Haldane相将极大地丰富我们对拓扑态这一新奇的量子现象的理解。
该项工作获得了科技部973计划、国家自然科学基金，以及北京科技大学中央高校基本科研业务费的支持。
数理学院理论物理梯队现有6名教师从事冷原子物理、凝聚态物理和原子分子物理的理论研究。团队一直保持活跃的研究氛围，持续在Phys.Rev.系列等物理学领域公认的顶级期刊上发表研究论文。同时团队注重与国际知名研究小组开展合作研究，成效显著。2017年，团队成员郝亚江副教授参与完成的研究论文《多原子分子对超强X射线的动力学响应》发表在《Nature》杂志上。
文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.085301
