模拟Haldane球面与高维拓扑物质

报告题目: 模拟Haldane球面与高维拓扑物质

报告人:周正威教授,中国科学技术大学量子信息重点实验室

报告时间:201936日下午2

报告地点:物理科技楼101

报告邀请人:张成杰

报告摘要:诺贝尔奖得主霍丹(F.D.M. Haldane)为理解分数量子霍尔效应而提出Haldane球面的概念,即:将电子束缚在一个球面上,但球面上的电子要受到球心处一个磁单极场的作用。但是,由于在自然界中还没有发现磁单极的存在,霍丹的这一设想仅能作为一种求解问题的思路,一度难以在实验上实现。我们在理论上提出,在多分量冷原子系统中,通过动力学调控现有的磁场强度,可以在实空间中模拟一个等效的磁单极场;再利用当前实验条件,可以把冷原子团束缚到一个封闭的球面上,从而,可以等效实现Haldane球面。考虑到中性原子的相互作用后,该系统不仅为二维系统中电子和涡漩的相互对偶特性提供了简单直接的验证方法,同时也是一个理想的构造和调控具有奇异拓扑特性量子态的平台,为实验上探索由磁单极场所诱导的各种奇异性质提供了理论指导。将Haldane球面的思路拓展到五维空间中的四维球面(张首晟-胡江平模型),将导致高维的拓扑模型。我们在光学人工维度的系统中,探讨了如何构建四维拓扑非平庸的哈密顿量的方法,从而来模拟为第二陈数所描述的4维拓扑模型的性质。

报告人简介:周正威,中国科学技术大学光学与光学工程系执行主任、教授、博士生导师。中国物理学会量子光学专业委员会秘书长,中国光学学会第八届理事会理事,《中国科学:信息科学》编委、《量子光学学报》编委。迄今为止接收发表SCI论文100余篇(包括Nature Photonics (1), Nature Communications (2), Physical Review Letters (6), Physical Review A/B (49)New Journal of Physics (4)),被SCI引用1000多次,H-index17。目前的研究兴趣主要集中在:量子光学、量子信息与凝聚态物理、统计物理的交叉,如:量子模拟、量子调控、多体纠缠和量子相变、非平衡动力学等问题。

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