物电学院高超博士在国际顶级期刊PRL发表学术成果
日期: 2019-06-26 作者: 供稿单位: 物电学院

  近日,浙师大物理与电子信息工程学院高超博士与澳大利亚Monash大学史哲雨博士和清华大学翟荟教授合作,在国际顶级学术期刊 Physical Review Letters 发表了题为“Dynamical fractal in quantum gases with discrete scaling symmetry” 的研究论文。高超博士为论文的第一作者和通讯作者,浙江师范大学为第一单位。


  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(见图1),而该函数具有典型的自相似特性。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(见图2)和零动量占据数(见图3)。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。


 图1:Weierstrass函数


 

  图2:返回振幅



  图3:零动量占据数


  Physical Review Letters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。


  文章链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.230402


编辑:刘璇


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