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高超博士的研究成果即将在《Physical Review Letters》发表
发布时间: 2019-05-22 浏览次数: 218

最近,我校物理学科的高超博士与澳大利亚Monash大学的史哲雨博士和清华大学的翟荟教授合作,在具有离散标度对称性的量子气体中的动力学分形研究中取得进展,相关成果被国际顶级物理学术期刊《物理评论快报》 (Physical Review Letters) 接收发表。论文题为Dynamical fractal in quantum gases with discrete scaling symmetry” (https://arxiv.org/pdf/1901.06983.pdf).

分形是自然界中一种普遍而有趣的现象,它通常被定义为“一个粗糙或零碎的几何形状,可以分成数个部分,且每一部分都(至少近似地)是整体缩小后的形状”,即具有自相似的性质。以往关于分形的研究大多局限于经典系统当中。该研究首次探讨了在量子系统的动力学行为中存在分形结构的可能性,并给出了构造一类特殊分形的五个确切条件。这一类分形具有Weierstrass函数的形式,而该函数具有典型的自相似特性。这项研究发现,如果突然改变一些量子系统的哈密顿量,使其具有离散标度对称性,那么系统的后续演化行为可能具有分形结构。这具体体现在一些可观测物理量上,比如返回振幅和零动量占据数。这两者在时间依赖上的形式与Weierstrass函数相关,即体现出分形结构。作者用数值计算模拟了这一过程,并采用了与实际实验体系相符的条件参数,得到的结果与解析预测符合很好。由于冷原子实验技术的快速发展, 这一理论研究有望在实验中得以验证。

《物理评论快报》由美国物理学会出版,综合报道世界各研究小组最新、且对整个科学研究领域有广泛影响的重要物理研究成果,是物理领域公认的最具权威性的学术杂志。本次研究工作的高超博士为该论文的的第一作者和通讯作者之一。

高超, 清华大学博士, 硕士生导师, 2016年加入本校, 主要研究领域为超冷量子气体。

供稿: 高先龙