2 月 22 日，山西大學張靖教授作爲唯一通訊作者在全球頂級科學期刊《Nature 》發表了題爲 "Atomic Bose – Einstein condensate in twisted-bilayer optical lattices" 的研究論文。山西大學孟增明副教授以及博士生王良偉爲共同第一作者。
據悉，該論文爲山西大學首篇以獨立通訊作者發表的 Nature。
研究團隊展示了基于原子玻色 - 愛因斯坦凝聚體加載到自旋相關光學晶格的扭曲雙層方晶格中超流體到 Mott 絕緣體躍遷的量子模拟。晶格由兩組激光束組成，這些激光束獨立地處理處于不同自旋狀态的原子，形成容納兩層的合成維度。
層間耦合被微波場高度可控，這使得在強耦合極限中出現最低平坦帶和新的相關相位。該研究直接觀測到空間 moir é 圖和動量衍射，證實了在扭曲雙分子層晶格中存在兩種形式的超流體和一種改進的超流體到絕緣體的轉變。該研究的方案是通用的，可以應用于不同的晶格幾何和玻色子和費米子系統。這爲在具有高度可控光學晶格的超冷原子中探索 moir é 物理開辟了新的方向。
晶格體系中的新帶結構往往會導緻新的材料功能和發現。扭電子學起源于雙扭層石墨烯作爲可調實驗平台，近年來受到廣泛關注，展開了密集的理論研究。以較小的相對角度疊加兩層石墨烯層，顯示了豐富的相圖，如非常規超導和相關絕緣相共存。近年來，人們發現了許多扭曲雙分子層，它們具有未扭曲雙分子層所不具有的顯著物理性質。最近，光子 moir é 晶格在定位和離域光和工程聲子極化激元的光子色散方面的能力被探索。
光學晶格中的超冷原子構成了凝聚态物理中模拟新出現的多體現象的理想平台。不同的光學晶格幾何可以通過幹涉不同的激光束來實現。特别地，最近提出了一種利用兩個重疊光學晶格模拟扭曲雙層晶格的方案。還提出了模拟雙分子層異質結構的其他方案。這些方案是基于原子自旋态之間的相幹耦合，它模拟了沿人工合成維度的層間隧道。
基于自旋相關光學晶格中原子的扭曲雙分子層系統模拟（圖源自 Nature ）
該研究展示了基于原子玻色 - 愛因斯坦凝聚體加載到自旋相關光學晶格的扭曲雙層方晶格中超流體到 Mott 絕緣體躍遷的量子模拟。晶格由兩組激光束組成，這些激光束獨立地處理處于不同自旋狀态的原子，形成容納兩層的合成維度。
層間耦合被微波場高度可控，這使得在強耦合極限中出現最低平坦帶和新的相關相位。該研究直接觀測到空間 moir é 圖和動量衍射，證實了在扭曲雙分子層晶格中存在兩種形式的超流體和一種改進的超流體到絕緣體的轉變。該研究的方案是通用的，可以應用于不同的晶格幾何和玻色子和費米子系統。這爲在具有高度可控光學晶格的超冷原子中探索 moir é 物理開辟了新的方向。
張靖簡介
張靖，男，1974 年 1 月生，山西文水人，現任山西大學光電所所長和量子光學與光量子器件國家重點實驗室主任，國家傑出青年基金獲得者、長江學者特聘教授、國家重點研發計劃項目首席科學家、國家基金委創新群體帶頭人、國家傑出專業技術人才、國家中青年科技領軍人才、美國光學學會會士（OSA Fellow）、美國物理學會會士（APS Fellow）。
1995 年畢業于武漢華中科技大學光電子專業，2001 年于山西大學光學專業畢業并獲博士學位。2000 年 1 月 -- 2000 年 4 月在日本國家計量研究所從事全固化單頻綠光激光器碘分子光頻标的實驗研究。2002 年 3 月 -- 2003 年 9 月在英國威爾 士班戈大學 S. L. Braunstein 教授量子信息小組做博士後。2003 年 9 月 -- 2004 年 9 月在法國巴黎高等師範學校（ENS）物理系 Kastler-Brossel 實驗室 C. Salomon 教授小組開展超冷費米氣體的實驗研究。2004 年 9 月，回到山西大學光電研究所，從事連續變量量子通信和超冷原子的實驗與理論工作。2007 年 8 月，在國内首次實現費米氣體量子簡并；2012 年，在國際上首次實驗産生了自旋軌道耦合的量子簡并費米氣體。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05695-4
