首页 -> 2016年度求是杰出青年学者奖

张熙博

 

        我的实验用超冷原子和相干精密调控来研究强关联多体量子体系。在亿分之一开尔文的超低温下,原子之间的相互作用不可忽略,使得多原子气体展现出新奇的量子力学特性。传统“首先考虑独立原子,再引入相互作用微扰修正”的方法往往不能解释这些新奇性质;我们需要从一开始就考虑原子之间的强关联效应。电子或原子之间的强关联效应导致了许多未被透彻理解的重大科学突破,如高温超导、二维电子气中的分数量子霍尔效应、量子相变和量子临界现象等。这些基础研究提供了未来技术突破的基础和原始推动力。

 

        关键技术是“相干精密调控”。利用超冷原子和高分辨率显微和光谱技术,不仅可以精确控制光与原子之间的相互作用,而且可以获得很长的相干时间,保存和调控原子的量子力学相位信息,从而制备出新奇的强关联量子多体系统。

 

        打个比方,如果把原子换成电子,我的实验相当于在一瞬间把固体材料中所有电子冻结起来,然后一个一个去观察它们的物理行为;甚至可以以特别的方式“挪动”某个电子,即进行局部精密调控。这种精密测量与调控能力为制备高质量新奇样品提供了一条不需要衬底的、可以与凝聚态物理中最先进的“分子束外延+扫描隧道显微镜”样品制备技术相媲美的“第二条道路”。

 

        张熙博,1984年出生,2005年于北京大学物理系获学士学位,2012年于美国芝加哥大学物理系获博士学位,2012年至2015年于科罗拉多大学博尔德分校实验天体物理联合研究所从事博士后研究。2015年12月任北京大学物理学院量子材料科学中心研究员、助理教授,2016年入选第十二批中组部国家“青年千人计划”。

 

        张熙博从事超冷原子与精密调控方向的实验研究。他运用当今世界最先进的冷原子实验技术研究量子多体物理和强关联量子系统。博士期间,与合作者一起制备了世界上第一个单层二维超冷原子气体样品并实现了该样品的高空间分辨率原位光学成像;在光晶格超冷原子气体中首次观测到量子临界现象。博士后期间,用超精密光谱技术在碱土金属冷原子气体中首次观测到SU(10)的高对称性与高温下的量子多体关联效应,该实验推动了超冷原子技术与精密测量技术的初始融合。迄今已在Science、Nature、Physical Review Letters、National Science Review等学术期刊发表研究与综述论文十余篇。

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