Browse all

文章推广

06 Mar 2023

ERC研究文章|未上微博热搜的气候变化话题

Given the central role of People’s Republic of China (PRC) in the global climate crisis, discussion and analysis of Chinese actions and pledges on decarbonization abound. However, less examined are the popular ‘demand’ side of climate change politics inside of China. Our article explores a new set of data to gauge public discourse in China...

03 Mar 2023

Nanotechnology编辑优选:纳米热电器件中MEMS悬空结构的优化与制备

本篇研究来自中国科学院半导体研究所王晓东课题组。本研究的主要目的是模拟优化悬空梁及纳米带的结构和尺寸等,并进行实验验证。论文的结果可为MEMS悬空纳米热电器件的制备提供有益参考。 文章介绍   Optimization and Fabrication of MEMS suspended structures for nanoscale thermoelectric devices Lei Wei(魏磊), Jiangtao Wei(魏江涛), Xuebao Kuai(蒯学宝), Zhiwei You(尤志伟), Mingliang Zhang(张明亮), Wen Liu(刘雯), Fuhua Yang(杨富华) and Xiaodong Wang(王晓东) 通讯作者: 王晓东,中国科学院半导体研究所   1. 研究内容 MEMS悬空纳米器件如图1所示,主要由两个悬空的SiNx岛组成。每个岛通过六根SiNx梁与衬底相连,而中间的硅纳米材料将两个岛连接起来。在每个岛上,都制作了Pt加热器和温度传感器。 尽管在该结构中,接触热阻被大大降低,但由于硅纳米带将两个岛连接起来,使得梁、悬空岛和纳米带容易因严重的相互干扰应力而断裂。本文主要研究了悬空结构的应力分布情况,分别对硅纳米带、悬空梁的尺寸与结构以及不同层的厚度等进行了优化;利用低压化学气相沉积、干法刻蚀等半导体工艺制备了几种结构的器件进行了实验验证。   图1. MEMS悬空器件示意图 2.实验结果 通过对器件结构的有限元模拟,得到了梁的角度、硅厚度、硅微带长度和宽度等尺寸对MEMS悬空器件应力分布的影响(图2)。经过优化,中间硅纳米材料的最大应力和平均应力分别降低了90.89%和92.35%,有利于成品率的提高。成功制备了不同结构的硅悬空纳米热电器件,验证了模拟结果(图 3)。这些结果对于进一步研究热电悬空器件,特别是精确测量纳米尺度热电材料的性能将大有帮助。 图 2. 悬空结构的应力分布图 图 3. 实验制备的悬空器件   研究背景: 通过消除衬底对寄生热阻的影响,MEMS悬空结构可用于精确评价纳米材料的热电性能。然而,该类器件工艺复杂,其多层悬空结构容易因应力过大而断裂。因此,优化悬空结构的设计对于降低制备复杂性和提高成品率至关重要。本研究的主要目的是模拟优化悬空梁及纳米带的结构和尺寸等,并进行实验验证。论文的结果可为MEMS悬空纳米热电器件的制备提供有益参考。 期刊介绍 Nanotechnology 2021年影响因子:3.953  Citescore:6.2 Nanotechnology(NANO)创刊于1990年,是第一本纳米科研和技术领域的专业期刊。NANO发表纳米技术研究发展前沿的高水平研究论文及纳米研究进展的综述,主要集中在纳米能源、生物和医学、电子和光子、图案和纳米加工、传感和驱动、材料合成和材料性能等领域。

01 Mar 2023

IOP出版社2022年中国高被引文章奖|LIGO-Virgo双黑洞引力透镜现象的研究

Search for Gravitational Lensing Signatures in LIGO-Virgo Binary Black Hole Events这一文章于2019年发表于IOP出版社旗下期刊The Astrophysical Journal Letters(ApJL)上,并在2022年获得了IOP出版社“中国高被引文章奖”。近日,我们通过视频采访了这篇文章的作者O. A. Hannuksela, K. Haris, K. K. Y. Ng, S. Kumar, A. K. Mehta, D. Keitel, T. G. F. Li和P. Ajith,让我们一起看看他们对本篇研究以及领域发展的见解吧。   点击收看采访视频↓  期刊介绍 The Astrophysical Journal Letters 2021年影响因子:8.811  Citescore:13.8 The Astrophysical Journal Letters(ApJL)由美国天文学学会(AAS)和IOP出版社合作出版。ApJL是一个开放获取的期刊,主要用于快速发表天文学的重大进展。

28 Feb 2023

IOP出版社2月精选文章

IOP出版社每月从年度重点期刊中精选一系列文章供大家阅读,这些文章体现了IOP期刊的高质量和创新性,并呈现了一些受关注的研究工作。欢迎大家阅读下载! 精选文章   Journal of Physics D: Applied Physics Localization of light in 2D photonic Moiré superlattices He Yang, Jianing Zhai, Shuang Huo, Zhan Wang, Deli Chen and Xiaohong Sun   Ag-decorated ZnO-based nanocomposites for visible light-driven photocatalytic degradation: basic understanding and outlook Qiuping Zhang, Jing Li and Ming Xu   Flexible and Printed Electronics...

27 Feb 2023

NANOF研究文章|不对称石墨烯纳米网的热整流现象

Graphene-based thermal rectification was investigated by measuring the thermal transport properties of asymmetric suspended graphene nanomesh devices. A sub-10 nm periodic nanopore phononic crystal structure was successfully patterned on the half area of the suspended graphene ribbon by helium ion beam milling technology. The ‘differential thermal leakage’ method was developed for thermal transport measurement without...

24 Feb 2023

第20届物理研究中的先进计算方法和分析技术国际研讨会论文集出版

2021年11月29日至12月3日,第20届物理研究中的先进计算方法和分析技术国际研讨会(20th International Workshop on Advanced Computing and Analysis Techniques in Physics Research, ACAT 2021)在韩国大田成功召开。 本次会议由韩国基础科学研究院(IBS)、韩国科学技术研究院(KIST)及崇实大学联合举办,探讨和应对粒子与核物理、天文与天体物理、宇宙学和加速器科学等领域的计算、自动数据分析和理论计算技术等前沿问题。 大会发言人包括Joseph Lykken(美国费米国家加速器实验室),Lenka Zdeborova(瑞士联邦理工学院),Barry C. Sanders(加拿大卡尔加里大学),Michael Spannowsky(英国杜伦大学),Julia Fitzner(世界卫生组织)等。 会议论文集近日由IOP期刊Journal of Physics: Conference Series(JPCS)在线出版,论文集可供读者免费获取,欢迎>>点击此处查看。 ACAT系列会议已有30多年历史,首届ACAT会议于1990年在法国里昂举行,此后每一年半举办一次。2013年,第15届ACAT在中国科学院高能物理研究所举办。 第21届ACAT已于2022年10月24至28日在意大利南部城市巴里举行,会议论文集也将由IOP出版。 IOP出版社是世界最大的会议论文集出版社之一,迄今以期刊的形式出版会议论文集逾4000卷,持续为来自全球的会议组委会和作者提供快速、便捷及高效的出版服务。 了解更多信息,请访问: conferenceseries.iop.org 中国地区会议出版欢迎咨询: feichi.gao@ioppublishing.org

22 Feb 2023

NANOF研究路线图|基于网络的生物计算路线图

Network-based biocomputation (NBC) is an alternative, parallel computation approach that can potentially solve technologically important, combinatorial problems with much lower energy consumption than electronic processors. In NBC, a combinatorial problem is encoded into a physical, nanofabricated network. The problem is solved by biological agents (such as cytoskeletal filaments driven by molecular motors) that explore all...

21 Feb 2023

MST编辑优选:GNSS PPP-RTK最新研究进展与展望

本篇研究来自中国科学院精密测量科学与技术创新研究院张宝成课题组,是Measurement Science and Technology(MST)期刊百年特刊特邀稿件。本文深入比较了现有PPP-RTK方法的异同点和优缺点,系统总结了PPP-RTK算法的最新研究进展,全面介绍了PPP-RTK在各个领域的广泛应用以及现阶段面临的挑战和未来的研究方向。 文章介绍   Recent advances and perspectives in GNSS PPP-RTK Pengyu Hou(侯鹏宇), Jiuping Zha(查九平), Teng Liu(刘腾) and Baocheng Zhang(张宝成) 通讯作者: 张宝成,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院   PPP-RTK原理与特点。PPP-RTK利用GNSS参考站网估计卫星钟差、偏差和大气等精密改正产品。单测站用户接收这些产品并改正至观测值后可实现固定模糊度的快速精密定位。PPP-RTK技术后向兼容PPP和RTK技术,能灵活利用全球、区域或局域参考网,实现不同精度等级的海量用户定位。 现有PPP-RTK方法。本研究将PPP-RTK方法分为共钟和异钟模型,并指出现有多种消电离层组合PPP-RTK本质上都归属于共钟或异钟模型。本研究重点说明了非差非组合PPP-RTK在多频多模趋势下的优势,并推荐使用共钟非差非组合PPP-RTK模型。 PPP-RTK算法研究进展。近年来,PPP-RTK算法从双频拓展至多频和单频,从码分多址系统发展至频分多址系统,从电离层浮点模型衍生出电离层加权和固定模型,从伪距加相位模型延申至仅用相位模型。 PPP-RTK应用。根据PPP-RTK模型的可估参数类型,本研究总结了PPP-RTK基于位置信息的多种应用及其在授时、大气科学和GNSS偏差校正中的广泛应用。 PPP-RTK未来研究方向。如何提高复杂环境下PPP-RTK定位性能并向大众用户提供PPP-RTK服务是未来需要重点突破的研究方向。 研究背景: 固定模糊度的精密单点定位(PPP-RTK)近年来受到了广泛关注和研究,现已成为最前沿的全球导航卫星系统(GNSS)精密定位技术。本研究旨在通过回顾PPP-RTK技术的发展历程,凝练出PPP-RTK技术的原理和特点;通过比较现有主流PPP-RTK方法的异同点和优缺点,向读者推荐适应于当前多频多模发展趋势下的最优模型;通过总结PPP-RTK算法的最新研究进展,让读者了解PPP-RTK技术的发展现状;通过介绍PPP-RTK在各个领域的广泛应用,说明PPP-RTK技术对于科学研究和产业应用的重要价值;通过分析当前PPP-RTK技术面临的困境与挑战,指出未来可能的重点研究的方向。 作者介绍 张宝成  研究员 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 张宝成,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员。长期致力于北斗精密定位基础理论及关键技术研究,在行业顶级学术期刊发表论文60余篇。先后获得国家科技进步二等奖、湖北科技进步一等奖、湖北自然科学一等奖、全国青年岗位能手等荣誉。 期刊介绍 Measurement Science and Technology 2021年影响因子:2.398  Citescore: 3.7 Measurement Science and Technology(MST)涵盖整个测量科学和传感器技术的理论、实践和应用,包括:精密测量和计量学;传感器和传感器系统;光学和激光技术;流体;成像;光谱学;材料和材料加工;生物、医学和生命科学;环境和大气;新型仪器系统和组件。MST还出版专题综述和特刊。

17 Feb 2023

NCE编辑优选:基于人工智能算法的忆阻器行为预测模型

本篇研究来自清华大学钱鹤、吴华强课题组。本文首次通过人工智能算法证实了忆阻器的短期弛豫特性与长期保持特性之间存在紧密的联系,利用卷积神经网络实现了从弛豫行为预测保持特性的功能,并根据预测结果对忆阻器进行选择性刷新,可以高效且便捷地改善基于忆阻器的存算一体系统长时间工作后由于保持力不足导致的性能下降现象。 文章介绍 Memristive Devices Based Hardware for Unlabeled Data Processing Yibei Zhang(张伊蓓), Qingtian Zhang(张清天), Qi Qin(秦琦), Wenbin Zhang(张文彬), Yue Xi(席悦), Zhixing Jiang(江之行), Jianshi Tang(唐建石), Bin Gao(高滨), He Qian(钱鹤) and Huaqiang Wu(吴华强)   通讯作者: 张清天,清华大学   实验采用两片具有多层感知机(MLP)网络架构的RRAM存算一体芯片来表征RRAM器件的保持行为以及对推理精度的影响,分别用于获取网络训练数据以及功能测试。预测模型中采用基于CNN的结构,每个器件取其编程后短时间内的电流变化表示弛豫行为,由模型输出其保持特性是否足够优秀。系统根据预测结果在一段时间后对器件进行选择性刷新。其中模型预测准确率可达90%以上。 图1 基于CNN的预测模型结构及工作过程 图2 全阵列与预测待刷新器件的漂移电流分布 将待刷新器件阻值替换为标准值,并代入基于MLP,RESNET-20网络的图像识别任务的网络模型后,均可观察到精度的明显提升。该提升比例随刷新周期缩短,替换比例增大而增大,且优于同等条件下基于随机采样、平均值、标准差等统计数据进行预测的模型,证明了该模型的合理性以及出色的精度恢复效果。 图3 仿真任务中基于CNN的预测模型精度恢复效果及与统计模型的比较 硬件实现方面,在编程一小时后对芯片进行选择性刷新,可使芯片恢复约60%~80%的精度损失。在功耗方面,选择性刷新策略所节省的大规模阵列读操作以及部分器件的编程操作,可使得阵列刷新时间减少至原时间的20%~55%。 图4 硬件推理中基于CNN的预测模型精度恢复效果及与统计模型的比较 研究背景: RRAM因其高密度存储以及存内计算的能力而被广泛应用于AI算法相关的矩阵向量乘积任务中,然而RRAM自身的弛豫特性、保持特性等非理想特性对系统的性能造成了很大影响。已有的器件优化方法大多从机理、仿真模型等方向出发,试图使用共性结论对器件进行优化,而缺少对单个器件差异性的关注;而片上训练,步进式脉冲编程策略等能够适应器件差异性的优化方法又需要消耗大量的时间及功耗。因此,本文试图借助人工智能算法对器件进行性能评估,并根据评估结果进行阵列选择性刷新,在更低的能量延时开销下,实现与逐个器件适应性操作所接近的精度,同时展示之前被当作不同特性的RRAM弛豫、保持特性间也可能存在一定的联系。 作者介绍 张清天  助理研究员 清华大学 张清天博士是清华大学的助理研究员,属于集成电路学院钱鹤、吴华强团队,同时担任北京未来芯片高精尖创新中心的算法部主任,研究兴趣为面向存算一体以及神经形态计算的深度学习算法,先后在《自然》(Nature)、《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)等顶级期刊以及国际电子器件会议(IEDM)等领域内顶级国际学术会议上发表多篇论文。 期刊介绍 Neuromorphic Computing and Engineering Neuromorphic Computing and Engineering(NCE)是一本涵盖多个学科领域、采用开放获取(OA)形式出版的期刊。NCE期刊将神经形态系统的硬件和计算方面结合在一起,读者群覆盖工程、材料科学、物理、化学、生物学、神经科学和计算机科学等领域,跨越学术界和产业界的各个群体。在NCE期刊上发表的研究需针对神经形态系统和人工神经网络领域做出及时而重要的贡献。

15 Feb 2023

IOP出版社2022年中国高被引文章奖|作者特写:庞晓莹

A Catalog of Newly Identified Star Clusters in Gaia DR2这一文章于2019年发表于IOP出版社旗下期刊The Astrophysical Journal Supplement Series(ApJS) 上,并在2022年获得了IOP出版社“中国高被引文章奖”。近日,我们采访了这篇文章的通讯作者——庞晓莹博士,让我们一起看看她对本篇研究以及领域发展的见解吧。 访谈详情   1. IOP出版社颁布的2022 China Top Cited Paper Award,公布了旗下所有期刊在2019至2022年间前1%的高被引文章。恭喜您的文章获得这一奖项。能否请您简单介绍下这篇文章? 这是一篇对银河系盘中疏散星团的成员进行编目的论文。 在Gaia太空望远镜之前,我们受限于运动学数据的准确性。对疏散星团成员的识别主要依靠测光数据。在Gaia宣布其第二个数据版本(DR2)之后,关于恒星运动的信息有了很大的改进,这提高了确定疏散星团成员的准确性。这是我和我的同事合作使用全天空Gaia DR2数据识别疏散星团成员的主要动力。我们受到了“friend-of-friend”算法的启发,这是一种用于识别星系团成员的方法。我们试图应用该算法,从全天空恒星中找到疏散星团成员。“friend-of-friend”的优势在于其高效的计算速度。我们于2018年夏季开始该项目,并于2019年春天完成了数据处理。在将结果与之前研究的工作进行比较后,我们发现了几十个新的疏散星团。然后在2019年底公布了最终的疏散星团目录。 天文学家们可以直接使用我们目录中的疏散星团成员来进行他们的科学研究工作。在我们发表结果的时候,只有少数论文在研究同一主题。我想这可能就是为什么我们的论文在IOP出版社文章中引用量排名前百分之一。   2. 您认为有哪些因素促使这篇文章取得成功? 我们在论文中公布了2443个疏散星团的成员列表。同时,考虑到观测误差和我们方法的不确定性,我们把疏散星团分为三类,标识成员判定的可靠性。第一类型疏散星团在疏散星团中的成员判定是最可靠的。当我们进入第三类型时,测光数据的误差会增加,我们需要进一步地研究来确认这些疏散星团的成员。因此,我们为读者提供了不同的可能性。他们可以根据自己的科学目标,直接选择他们适合使用的疏散星团组。在我们新发现的疏散星团中,LP 861是已知最靠近银河系中心的年老疏散星团之一,到银河中心的距离不到6.5 kpc(Cantat Gaudin等人,2020)。   3. 您目前在做什么研究?您对该研究领域的未来有什么看法? 我正在研究银河系中的疏散星团。疏散星团是稀疏的星团,主要在银河系盘中形成。它们的年龄相对年轻。我使用的数据来自Gaia第三次发布的发布(DR3),Gaia是欧洲航天局的一个空间望远镜。这些数据绘制了银河系的三维地图,为银河系中约10亿颗恒星提供了前所未有的高精度位置和运动测量。除了Gaia提供的自行运动数据外,我还从其它大型望远镜获得了我的目标疏散星团的高精度光谱观测。 随着每次后续数据发布,从Gaia获得的自行数据的准确性不断提高,疏散星团成员的高分辨率光谱对于疏散星团内部运动学的研究将变得非常宝贵。一旦将来有了准确的三维速度信息,它将有助于揭示疏散星团的旋转特征,这在星团动力学中起着至关重要的作用。   4. 您对同研究领域的其他研究人员有什么建议? 近百年来,疏散星团一直是天文学研究的对象。就像中国的 “回锅肉 “一样,对于这样的传统研究对象,我认为新的、更精确的光谱学和运动学数据会让疏散星团重新回到锅里,让它们重新成为热门话题。关键是如何使用数据来实现科学目标。因此,建立一个有趣的、独特的、原创的研究动机至关重要。最后,但并非最不重要的是,尝试开发新方法或将其他领域中使用的方法应用于疏散星团的研究,也将被视为一种创新的尝试。这可能也会使你的工作脱颖而出。 期刊介绍 The Astrophysical Journal Supplement Series 2021年影响因子:9.200  Citescore: 14.7 The Astrophysical Journal Supplement Series(ApJS)由美国天文学学会(AAS)和IOP合作出版,是开放获取的期刊,发表包含大量数据或计算的重要文章。ApJS还出版特刊,即在同一个卷中发布相关主题的文章集合。

14 Feb 2023

JPhys Energy编辑优选:双钙钛矿氧化物RE2NiTiO6磁制冷材料研究

本篇研究来自杭州电子科技大学/东北大学李领伟课题组。实验结合理论对重稀土双钙钛矿氧化物RE2NiTiO6 (RE=Gd, Dy, Ho)的晶体结构、磁性、电子结构及磁热效应进行了系统研究,并在Gd2NiTiO6中发现了大磁热效应,其磁熵变值与商业化低温磁制冷材料GGG相当。 文章介绍 Structural, magnetic and magnetocaloric properties in distorted RE2NiTiO6 double perovskite compounds Zhenqian Zhang(张振乾), Peng Xu(徐鹏), Youshun Jia(贾佑顺), Lingwei Li(李领伟) 通讯作者: 李领伟,杭州电子科技大学/东北大学   本研究利用FULLPROF软件对RE2NiTiO6 (RE=Gd, Dy, Ho)的XRD衍射数据进行拟合精修,发现它们虽然均属于单斜晶体结构(空间群P21/n),但∠Ni-O-Ti平均角值随RE3+离子半径的减小呈现出单调递减的趋势,这说明该体系产生了晶格畸变现象,并由此导致了晶体对称性的降低(如图1所示)。 图1 (a) Gd2NiTiO6沿b轴方向的晶体结构图;(b-d) 各金属离子的配位环境图 第一性原理计算结果表明该体系的磁性主要由RE3+和Ni2+离子提供,相应的磁矩值分别为6.83和1.65μB/atom(Gd2NiTiO6)、5.81和1.66μB/atom(Tb2NiTiO6)、3.75和1.65μB/atom(Ho2NiTiO6)(如图2所示)。此外,基于自旋轨道耦合(SOC)的方法发现其磁矩随磁各向异性能的增大而减小(如图3所示)。 图2 RE2NiTiO6 (RE=Gd, Dy, Ho)计算得到的电子态密度 图3 RE2NiTiO6 (RE=Gd, Dy, Ho)计算得到的磁各向异性能 利用n(T)和归一化曲线对数据进行了拟合,其分别验证了RE2NiTiO6 (RE=Gd, Dy, Ho)在磁相变温度附近均属于二级铁磁相变(如图4所示)。此外,计算得到Gd2NiTiO6的磁熵变最大值为42.64J/kg∙K (0-70kOe),其大小与商业化低温磁制冷材料GGG相当。 图4 RE2NiTiO6 (RE=Gd, Dy, Ho)的磁熵变曲线与相应的n(T)曲线;插图为归一化曲线 该项工作采用实验测试与理论模拟相结合的方法,揭示了晶格畸变对于RE3+和Ni2+离子之间的磁性相互作用的影响规律,并发现磁熵变值与磁各向异性能所呈现出的反比关系。本研究可为获得高性能磁制冷材料,以及进一步理解该类材料磁热性能的物理机制提供了新的实验数据和理论支持。 研究背景: 基于相变材料磁热效应而发展起来的磁制冷技术已成为获得mK级超低温的标准手段之一,并逐渐在低温资源的应用领域中展现出巨大潜力。磁热效应作为相变材料的内禀属性之一,是由磁场与磁亚晶格耦合而生,其磁熵变值的大小对于磁制冷技术的制冷能力及循环效率起到了关键性作用。作者团队基于前期对双钙钛矿氧化物的研究发现其电子、自旋和晶格等多种序参量之间具有强相互作用,而且在低温磁制冷技术中具有潜在的应用价值。为进一步探索研究这类材料的多种序参量与功能特性之间的关联,作者利用实验测试与理论模拟相结合的方法对重稀土双钙钛矿氧化物RE2NiTiO6 (RE=Gd, Dy, Ho)的晶体结构、磁性、电子结构及磁热效应进行了研究报道。 期刊介绍 JPhys Energy 2021年影响因子:7.528  Citescore:5.6...

10 Feb 2023

ROPP编辑优选:量子可积新趋势:近期超冷原子实验

本篇研究来自中科院精密测量科学与技术创新研究院管习文课题组。该文章首先从量子可积系统的理论出发,介绍了Lieb-Liniger模型、Yang-Gaudin模型、多分量费米气体等具有代表性的量子气体的精确解,讨论了这些模型的Bethe波函数、能谱、热力学、关联函数和普适的临界行为等,阐述了最新的一维实验进展,并展望了一维超冷原子体系未来量子科技的重要应用前景。 文章介绍 New trends in quantum integrability: recent experiments with ultracold atoms Xi-Wen Guan(管习文) and Peng He(贺鹏) 通讯作者: 管习文,中科院精密测量科学与技术创新研究院   该文章首先从量子可积系统的理论出发,介绍了Lieb-Liniger模型、Yang-Gaudin模型、多分量费米气体等具有代表性的量子气体的精确解,讨论了这些模型的Bethe波函数、能谱、热力学、关联函数和普适的临界行为等。特别地,该文章对近期发展的广义吉布斯系综(Generalized Gibbs Ensemble,GGE)和广义流体动力学 (Generalized hydrodynamics, GHD) 理论进行了介绍。随后,文章着重介绍了与上述严格可解模型密切相关的最新冷原子实验。2006年David Weiss团队在一维束缚超冷玻色气体中观测到量子牛顿摆(Newton’s cradle),参见图一,引发了关于广义流体动力学和广义吉布斯系综的系列研究,量子可积系统的非平衡动力学和动力学费米化的实验也是当前的热点课题。更进一步地,他们深入阐述了最新的一维实验进展,包括量子绕异性(quantum holonomy)、自旋-电荷分离现像、Luttinger 液体、临界现象、Haldane分数量子统计、集体激发、SU(N)高数学对称性的费米气体和量子杂质等独特的一维多体现象。最后,他们展望了一维超冷原子体系未来量子科技的潜在应用,包括用来探测引力、测试量子多体纠缠、实现量子热机和制冷等重要应用前景。 图一:经典牛顿摆(Newton’s cradle)的演示(a)和量子牛顿摆(Newton’s cradle)的演示(b)。 为什么这是一个重要的研究领域? 二十多年来超冷原子实验物理学家成功制备了简并玻色、费米以及玻色-费米混合系统并在其中观测到许多新奇的物理现象。近十年来,低维超冷量子气体的实验制备使得一些重要的一维量子多体现象得以确定性的验证,如今超冷原子已经成为模拟一维量子多体问题的有力工具。另一方面,未来的量子科技一般是基于小尺度量子态的精确操控,因此不可避免的要研究低维量子多体系统。一维量子可积体系的研究为超冷原子物理实验和量子精密测量提供了从理论到实验的基准性判据和指导。 该领域有哪些开放性问题,或者您认为该领域下一步发展会是什么? 量子可积系统的下一步的发展在于在量子多体非平衡动力学及量子科技的应用,如 1)通过量子可积模型给出量子多体纠缠的刻画与表征的普适规律; 2) 利用一维多体现象设计精密测量传感器,重力测量仪等; 3) 研究一维量子多体输运特性,非平衡动力学演化,以及在量子科技中的应用,例如量子制冷,量子热机和量子能源等。 作者介绍 管习文  研究员 中科院精密测量科学与技术创新研究院 管习文,研究员,中科院精密测量科学与技术创新研究院。他长期从事冷原子多体系统、自旋系统和凝聚态物理体系的严格解模型研究,取得了一系列在国际上颇具影响力的研究成果。至今发表130余篇SCI论文,包括世界物理顶尖期刊Science、Review of Modern Physics、Advance in Physics、Nature子刊、National Science Review、Physical Review...