11月3日，美国物理学会顶级学术期刊《物理评论快报》 (Physical Review Letters)在线刊登了我校理论物理研究所在超冷原子量子模拟领域的研究进展，论文题目为“Spin-Nematic Vortex States in Cold Atoms”。该论文的第一作者为我校理论物理研究所的青年教师陈立，两位共同通讯作者分别为浙江理工大学的张云波教授和美国莱斯大学的浦晗教授。

寻找和观测新的拓扑量子物态是物理学的重要研究方向之一，因为拓扑态在拓扑量子计算、拓扑材料器件等方面具有较大的潜在应用价值。近些年来，基于超冷量子气体的人工规范场和人工自旋轨道耦合为拓扑物态的研究提供了一个便利的量子模拟平台，但绝大多数相关讨论都局限于自旋矢量算符空间。事实上，在高自旋的量子体系中，自旋向列张量是与自旋矢量具有同等地位的物理可观测量，因此其亦是构造和实现拓扑量子态的理想载体。

左右：无核的自旋-向列涡漩；中：奇异的自旋-向列涡旋

在这篇最新的研究工作中，作者在超冷玻色-爱因斯坦凝聚体中预言了一类新的低能拓扑量子物态---自旋-向列涡旋态。不同于传统的自旋涡旋，自旋-向列涡旋存在于一个由自旋矢量和向列张量联合张成的第二类SU(2)子空间之中，且随着系统参数改变亦可呈现出奇异（singular）或无核（coreless）的涡旋状态。在特定的情况下，这类涡旋受到一个特殊的Z₂对称性保护从而呈现出整数的拓扑量子数。这一理论研究对凝聚态物理中挖掘和观测新的拓扑量子物态起到积极地指导作用。这项工作获得了国家自然科学基金的支持。

论文链接：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.195303