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亮点文章 | 《物理学报》2026年第11期（三）

已有 281 次阅读 2026-7-7 09:46 |系统分类:论文交流

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基于腔冷原子系统的量子光力调控进展

李柏军，卢天祥，王婕，景辉

物理学报, 2026, 75(11):110301

doi: 10.7498/aps.75.20260289

cstr: 32037.14.aps.75.20260289

腔光力学是量子科技领域的重要前沿方向，其核心是研究电磁场与机械运动之间的相互作用，并在此基础上实现精准调控与应用拓展。该领域以量子力学为理论基础，通过对光学微腔与机械振子的结构设计与参数调控，实现光场与机械振动模式之间的高效耦合与精确操控，进而产生并利用各类新奇量子效应。近年来，腔光力学已迅速发展成为融合量子光学、凝聚态物理与量子精密测量的交叉前沿学科，在基础物理研究与量子信息科学等领域展现出重要应用价值。腔冷原子系统凭借优异的环境隔离特性、长量子相干特性以及强光-物质相互作用，成为实现强光力耦合、开展量子光力学研究的理想平台之一。本文系统综述了基于腔冷原子系统的量子光力调控研究最新进展，重点阐述腔光力学基本原理、腔冷原子体系中光力非线性的实验实现，以及该系统在量子传感、量子存储与非经典量子态制备等方向的典型应用，并对该领域未来发展与挑战进行了展望。

图1 基于腔一维雪茄型BEC光力系统中的薛定谔猫态与光子阻塞效应 (a)雪茄形状的原子BEC被限制在光学微腔中，BEC的集体密度激发可以等效成一个力学振子，从而形成一个光力系统。(b) BEC腔光力系统中力学模态的Winger函数。(c)不同s波散射长度下，二阶关联函数与失谐的函数。

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开边界条件下一维非互易跃迁费米哈伯德模型的基态性质

尹相国，刘璐璐

物理学报, 2026, 75(11):110309

doi: 10.7498/aps.75.20260238

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非厄米趋肤效应是非厄米系统中极具特色且备受关注的物理现象，探索其与非厄米多体系统量子调控规律的内在关联，对该领域的理论研究具有重要意义。本文以一维开边界条件下的非互易跃迁费米哈伯德模型为研究体系，采用Bethe ansatz方法求解对应方程，获得系统精确解：基于此精确解，进一步计算系统基态的密度分布与动量分布，实现了对多体体系中非厄米趋肤效应的系统性表征与分析。研究发现，粒子间相互作用与虚规范相位之间存在显著的竞争机制：虚规范相位可显著增强非厄米趋肤效应，而粒子间相互作用则对该效应具有抑制作用，二者的协同作用共同决定了系统在实空间与动量空间中的分布演化特性。本研究明确了相互作用与虚规范相位对趋肤效应的调控机理，有利于加深对非厄米强关联多体系统趋肤效应的理解。

图1 在相互作用强度为(a)u = 0.1 和(b) u = 100 时不同虚规范相位下自旋向上粒子的基态密度分布。在相互作用强度为(c) u = 0.1 和(d) u = 100时不同虚规范相位下自旋向下粒子的基态密度分布。粒子数N = 3，系统长度L = 10

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超冷极性²³Na⁴⁰K分子第一转动态的研究

陈卫，顾正宇，周暄胜，王鹏军

物理学报, 2026, 75(11):110304

doi: 10.7498/aps.75.20260232

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超冷极性分子具有长程电偶极相互作用与丰富的内部自由度，在多个前沿研究领域具有巨大的应用潜力。第一转动能态作为核心的旋转自由度，是实现分子量子态操控的首要选择，可以用来精确调控极性分子的长程相互作用强度，或者作为量子信息处理中的量子态。本文以超冷²³Na⁴⁰K分子为研究对象，开展了两个超精细基态对应的不同第一转动激发态能级结构的研究，并且实现了超冷分子在基态和第一转动激发态之间的相干操控。首先通过理论计算标定了第一转动态中的不同超精细能级以及基态到激发态跃迁频率随外磁场的变化，随后实验上通过测量基态分子损耗谱的方法确定了第一转动激发态的共振频率。结果表明，理论计算与实验数据呈现出高度一致性。进一步利用微波场驱动实现了分子在基态和第一转动激发态之间的拉比振荡。该研究为后续基于超冷极性分子第一转动态的研究提供了基础。

图4 ²³Na⁴⁰K分子N = 0至N = 0转动跃迁谱 (a)，(b)基态|G₁〉和|G₂〉跃迁至第一转动激发态的跃迁偶极矩计算结果，²³Na⁴⁰K分子固有电偶极矩为2.72 Debye；(c)，(d)对应|G₁〉和|G₂〉态的第一转动激发谱实验数据，横轴表示相对于中心频率5.643 GHz的频率失谐；(e)在|G₁〉态和|E₁〉态的共振频率处测得的分子数的拉比振荡曲线；(f)在|G₂〉态的共振跃迁频率处测得的拉比振荡曲线，其中绿色和红色曲线分别对应到|E₂〉和|E₃〉跃迁

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三元硼化物W₂CoB₂中鲁棒的拓扑性质

吴舒雯，袁丹文，岳长明，胡岳芳，陈巍，张坦，张薇

物理学报, 2026, 75(11):110705

doi: 10.7498/aps.75.20251711

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拓扑材料中丰富的拓扑电子性质对材料的实际应用具有重要指导意义。本文基于第一性原理计算，研究了三元硼化物W₂CoB₂的拓扑电子结构性质。计算结果表明，在不考虑自旋-轨道耦合作用时，W₂CoB₂是拓扑节线半金属，其布里渊区内存在分别由镜面对称性以及空间反演和时间反演对称性联合保护的两种节线。这些节线在自旋-轨道耦合作用下全部打开了能隙，体系由节线半金属转变为Z₂拓扑指标为（1；000）的强拓扑绝缘体，并且在(-110)面上出现了一个受拓扑保护的无能隙表面狄拉克锥。该材料的拓扑相在应变下始终稳定，当对体系施加–5%—5%的大范围等轴应变时，在不考虑自旋-轨道耦合作用时，体系依旧呈现出节线半金属相且节线的形状和数量保持不变。当考虑自旋-轨道耦合作用时，体系仍保持强拓扑绝缘体相，其Γ→X方向上狄拉克锥处的能隙大小随着应变的增大而先减小后增大。当应变增大至5%时，该能隙增大至最大值15 meV。本研究系统揭示了三元硼化物W₂CoB₂中鲁棒的非平庸拓扑电子结构性质，为拓扑节线半金属的研究以及低能耗自旋电子器件设计提供了良好的基础。

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Pd-Ni-P 金属玻璃中异常的玻璃化转变行为

任疆，于鹏飞，曾龙，高权，夏明许

物理学报, 2026, 75(11):110806

doi: 10.7498/aps.75.20251731

cstr: 32037.14.aps.75.20251731

金属玻璃的结构稳定性是阻碍其应用的重要基础性问题之一，“重入玻璃转变”为金属玻璃结构弛豫提供低能量稳定态有望提升结构稳定性。本研究以Pd-Ni-P系金属玻璃为研究对象，采用差示扫描量热法与同步辐射技术相结合的研究手段，研究不同成分下加热导致的非晶合金中出现的转变行为，分析重入玻璃转变的原子结构机理。综合分析表明，在Pd_41.25Ni_41.25P_17.5和Pd_42.5Ni_42.5P₁₅的DSC曲线中，玻璃化转变温度（T_g）与结晶温度（T_x）之间出现异常放热峰，峰值温度分别为611 K和601 K；同步辐射X射线衍射结果显示，转变过程中未出现结晶衍射峰，但结构因子S（Q）的峰强显著提升（如Pd_42.5Ni_42.5P₁₅的峰强增幅达29%），半峰宽明显减小（如Pd_41.25Ni_41.25P_17.5的半峰宽降幅为24%），证实非晶合金的短程至中程结构的顶点共享比例增大、边共享比例减小，原子结构有序性显著增强。通过结合热学分析与结构表征结果，本研究揭示了重入玻璃转变过程中伴随的原子结构有序化，深化了对该现象微观机制的理解，同时也为超稳定性金属玻璃的设计提供了理论参考。

图1 S(Q)三维叠加图 (a) Pd_41.25Ni_41.25P_17.5；(b) Pd_42.5Ni_42.5P₁₅

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28 nm器件电子单粒子翻转效应物理机理及特性

徐静妍，胡杨，王迪，江新帅，陈伟，丁李利，薛院院

物理学报, 2026, 75(11):110710

doi: 10.7498/aps.75.20241613

cstr: 32037.14.aps.75.20241613

空间轨道环境中电子通常具有比质子更高的通量、更强的屏蔽穿透能力，并且纳米尺度下电子被证实足以引发器件单粒子翻转，从而成为影响航天器电子系统可靠性的新问题。基于28 nm体硅器件开展蒙特卡罗模拟仿真研究及电子辐照实验，揭示电子单粒子效应物理机理及特性。结果表明：器件临界电荷小于0.3 fC或者电子能量小于100 MeV时，直接电离是电子引发单粒子翻转的主要物理机理，直接电离产生的二次电子能量和截面受到初始电子能量的影响很小，进而使得直接电离主导下的单粒子翻转截面几乎不受入射电子能量影响。只有当器件临界电荷大于0.4 fC且电子能量大于1000 MeV时，电子与原子核的弹性碰撞产生的反冲核以及电子引发核反应产生的次级粒子间接电离才成为引发单粒子翻转的重要原因。而器件临界电荷小于0.2 fC时，电子在典型地球轨道引发器件单粒子翻转的贡献将超过质子，因此直接电离是最值得关注的电子单粒子效应机理。