量子模拟重要进展：中国科大首次实现超冷原子体系理想外尔半金属态

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来自中国科大的消息显示，近日，中国科大潘建伟、陈帅等与北京大学刘雄军等合作在超冷原子模拟拓扑量子材料方面取得了重要进展。研究团队在国际上首次利用超冷原子体系实现了三维自旋轨道耦合，并构造出有且仅有一对外尔点的理想外尔半金属能带结构。据了解，在超冷原子自旋轨道耦合的研究方面，中国科大通过和北大合作一直处于研究前沿：2016 年，实验团队和北大理论组合作，提出并构建了二维拉曼耦合光晶格，实现了二维自旋轨道耦合拓扑量子气；近期，北大的理论团队在原二维系统的基础上提出了三维自旋轨道耦合和理想外尔半金属的新型拉曼光晶格方案，然而该方案在实验上面临着两个技术难题：怎样把二维形式的拉曼耦合拓展到三维结构？怎样利用传统的二维成像进行三维动量空间的探测？针对这两大技术难题，研究团队设计巧妙光路，通过将光晶格“旋转”45°，并将相位锁定，准确构造出理论方案中三维结构的拉曼势，合成三维自旋轨道耦合；同时通过调节实验参量合成了有且仅有两个外尔点的能带结