物理所等发现自旋阻挫重费米子体系中的量子临界相
当一个二级相变通过非温度控制的外参量被连续压制到绝对零度附近时，体系会发生量子相变。发生量子相变的临界点，即量子临界点，是绝对零度条件下位于外参量轴上的一个点，通常可以通过调控压力、磁场等手段来获得。量子相变和有限温度下由热涨落控制的相变不同，其物理本质是基于海森堡不确定原理的量子涨落行为。量子相变在重费米子、非常规超导、量子自旋以及冷原子等不同系统中均得到了广泛深入的研究，是产生奇异集体激发模式和新物性的一个重要途径。尤其重要的是，量子临界点虽然产生于绝对零度附近，但是其相关的量子涨落却可以深刻地影响有限温度下的物理行为。很多非常规物理性质，包括高温超导，都可能和量子临界涨落有密切的关系。 重费米子材料是量子临界行为研究的理想体系。这类材料中，传导电子和局域f/d电子间能带杂化产生近藤效应，进而屏蔽局域磁矩。与此同时，局域磁矩间具有RKKY间接交换相互作用，导致磁矩安定化并趋于磁有序。这两个矛盾的物理过程在重费米子材料中......阅读全文
物理所等发现自旋阻挫重费米子体系中的量子临界相
当一个二级相变通过非温度控制的外参量被连续压制到绝对零度附近时，体系会发生量子相变。发生量子相变的临界点，即量子临界点，是绝对零度条件下位于外参量轴上的一个点，通常可以通过调控压力、磁场等手段来获得。量子相变和有限温度下由热涨落控制的相变不同，其物理本质是基于海森堡不确定原理的量子涨落行为。量子
物理所等在CrAs螺旋磁有序量子临界点研究中取得进展
CrAs是具有螺旋反铁磁序的关联金属。常压下，CrAs具有“MnP”型正交晶体结构，随着温度降低，在TN ≈ 265 K会发生一级的顺磁-反铁磁相变，形成双螺旋反铁磁结构，即Cr离子自旋(~1.7μB)躺在ab平面内旋转，螺旋传播方向沿着c轴。实验还发现，螺旋反铁磁相变还同时伴随着等结构转变，即
物理所等铁基超导体中量子临界现象研究获进展
在凝聚态物理中，通过化学掺杂、压力、磁场等非温度因素调控来实现的零温下相变被称之为量子相变，如果发生的量子相变属于二级相变，那么其对应的零温下参量临界点就称之为量子临界点。理论上认为，量子相变及其相关涨落是非常规超导材料中诸多奇异量子物性的物理根源之一，确认量子临界点存在与否也成为实验上的重要挑
物理所合作在重费米子材料量子临界现象研究中获进展
超导的出现与材料中的结构、磁或价态的不稳定性密切相关。在这些不稳定性所导致的相变点附近存在强烈的热或量子涨落，会引起电子配对产生超导。在强关联材料中，非常规超导往往出现在零温反铁磁相变（量子临界点）附近，表明非常规超导依存于磁性量子涨落。实验上对反铁磁母体加压／磁场或化学掺杂，往往可以在磁性相变
物理所等铁基超导体的量子临界特性研究取得新进展
非常规超导体中所呈现奇异量子物性的物理根源常常认为来自于零温下的量子相变及其相关涨落。在铁基超导体中，通过对反铁磁母体进行载流子或等价位掺杂均可抑制反铁磁性，并在磁性区域边缘诱导出最佳超导电性。因此，在反铁磁区和顺磁区的零温边界处很可能存在磁量子临界点，在其附近的有限温度区域会因量子临界特性而影
物理所搭建拓扑量子磁体
拓扑物态具有受保护的拓扑边界模式，对局域扰动展现出鲁棒性，是凝聚态物理和量子信息科学领域的前沿热点课题之一。人工量子系统凭借其结构的可定制性和参数的可调性，已成为研究拓扑物态的重要实验平台。然而，迄今为止，基于人工量子系统的拓扑物态研究集中在无相互作用的系统，而对具有相互作用的多体拓扑物态的量子模拟
物理所搭建拓扑量子磁体
拓扑物态具有受保护的拓扑边界模式，对局域扰动展现出鲁棒性，是凝聚态物理和量子信息科学领域的前沿热点课题之一。人工量子系统凭借其结构的可定制性和参数的可调性，已成为研究拓扑物态的重要实验平台。然而，迄今为止，基于人工量子系统的拓扑物态研究集中在无相互作用的系统，而对具有相互作用的多体拓扑物态的量子模拟
物理所等发现高压诱导的磁性量子临界点和MnP超导电性
近年来的大量研究表明，量子临界性是强关联电子体系中诸多反常物理现象的共通性特征。对于目前已知的很多非常规超导体系，包括重费米子、铜基和铁基超导体，它们的超导相图Tsc(δ=调控参量)都可以在反铁磁量子临界点的框架下得到统一的理解，即超导的出现往往伴随着反铁磁序的消失，而且圆拱状Tsc(δ)的最佳
巡游电子量子临界行为研究取得进展
巡游电子量子临界现象，作为凝聚态物理学关联电子系统的传统难题，反复出现在量子物质科学的诸多研究方向上，对其进行合理的模型设计和正确的理论计算，能够帮助人们理解重费米子材料、铜基和铁基高温超导体、过渡金属氧化物、石墨烯层状结构等体系中普遍出现的反常输运、奇异金属和非费米液体行为。然而，巡游电子量子
国外研究发现铜酸盐“量子临界点”
意大利米兰理工大学、罗马大学和瑞典哥德堡查尔姆斯理工大学的科研人员在《自然通讯》上发表的研究成果显示，铜酸盐在高于临界温度时，其电阻随温度的变化与普通金属不同，表现出“奇怪”的特性。同时，存在与铜酸盐相关的“量子临界点”，即载流子密度最小时的精确值，此时材料仅由于量子效应而性质突然变化。如冰在零
自然状态材料中存在量子临界点
据美国物理学家组织网1月20日报道，近日，一个美日国际研究小组以镱为基础材料研制出一种奇特的新型超导体。该超导体不需要改变压力、磁场强度或经化学掺杂，在自然状态就能达到物理学家所说的“量子临界点”。这一发现突破了理论物理的限制，为人们理解量子临界状态打开了新视野。这种异常性质，也将
理论物理所等在超导量子芯片上模拟黑洞的量子效应
黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一类特殊天体。20世纪70年代初，霍金、贝肯斯坦等的研究表明黑洞具有热力学性质：黑洞具有正比于其视界面积的熵；黑洞会以热辐射的形式向外辐射粒子，其辐射温度正比于其表面引力；黑洞的质量、熵和温度等满足热力学第一定律。黑洞的热力学揭示了引力的量子效应。因此普遍认为黑洞是
理论物理所在量子场论研究中取得进展
如何得到一个自洽的量子引力理论是当今理论物理学的最大疑难之一，而近年来量子场论中关于“色因子和动量因子对偶”的相关研究有可能为科学家对量子引力的理解带来深刻的变革。中国科学院理论物理研究所副研究员杨刚首次在量子场论五圈水平实现了色因子和动量因子的对偶，是该方向上的重要进展，对于量子引力，特别是超
物理所合作在量子多体模拟和量子克隆研究中获系列进展
最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）凝聚态理论和计算重点实验室的范桁研究员与合作者一起在量子信息和量子计算等研究中取得系列进展，分别在《物理评论X》、《物理评论快报》和《物理报告》刊登了研究成果。 量子计算和量子信息处理是人们利用量子力学的叠加性和量子纠缠等特性对量子态进
液相色谱超临界流体色谱联用
当复杂样品中欲测组分不易挥发或热不稳定，用液相色谱初步分离后的欲测组分不能用气相色谱分析，则可用超监界流体色谱取代气相色谱，组成液相色谱-超临界流体色谱联用（LC-SFC）系统，其接口可采用液相色谱-气相色谱联用时的保留间隙技术，其典型流路如图11-4-30所示。1991年Moulder用此系统分析
物理所合作取得量子自旋液体研究新进展
量子自旋液体是诺贝尔获得者P. W. Anderson在1973年首次提出的一种即使在零温下也不会发生对称性自发破缺的量子态。高温超导发现之后，Anderson又尝试从量子自旋液体角度来理解高温超导的机理，由此进一步引发了对量子自旋液体的研究兴趣。近年来，随着大量强阻挫量子自旋材料的发现，对量子
物理所合作取得量子自旋液体研究新进展
量子自旋液体是诺贝尔获得者P. W. Anderson在1973年首次提出的一种即使在零温下也不会发生对称性自发破缺的量子态。高温超导发现之后，Anderson又尝试从量子自旋液体角度来理解高温超导的机理，由此进一步引发了对量子自旋液体的研究兴趣。近年来，随着大量强阻挫量子自旋材料的发现，对量子
物理所预言硅烯中的量子自旋霍尔效应
最近，中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）姚裕贵研究员以及博士生刘铖铖、冯万祥采用第一性原理，系统地研究了硅烯的晶体结构、稳定性、能带拓扑和自旋轨道耦合打开的能隙，预言了在硅烯中可以实现量子自旋霍尔效应。 近几年来，拓扑绝缘体的研究在世界范围内飞速发展，并成为凝聚态物理研
铁基超导体电子向列相中的自旋关联与量子涨落获进展
因对称性破缺而出现的有序电子态是凝聚态物理研究中俯拾皆是的基本现象。类比于液晶中的向列相，物理学家提出在关联电子材料中同样可能存在类似的“电子向列相”，即由于电子相互作用，系统呈现出打破晶格固有的旋转对称性的电子态。在铁基超导材料中，随着温度的降低，其母体大多将经历从四重对称的四方相到二重对称的
物理所等在铜基高温超导体中发现新颖电荷有序态
电子具有自旋和电荷两个重要特性。铜氧化物高温超导是通过掺杂破坏自旋有序态（反铁磁有序）而实现的。在过去30年里，高温超导机制的研究主要集中在对自旋行为的理解，缺乏对电荷功能的认识。 近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）郑国庆研究组利用物理所的15特斯拉强磁场核磁共振装置，
工程热物理所超临界流体湍流传热特性研究获进展
超临界流体在工业中具有广泛的应用，比如超临界水冷反应堆、超临界CO2布雷顿循环、超临界压缩空气储能等。超临界流体具有独特的物性规律：当温度低于拟临界温度时类似于液体，当温度高于拟临界温度时类似于气体，而在拟临界点附近其物性会发生剧烈的变化。该特性使得超临界流体具有“传热恶化”、“传热强化”等特殊
诺特定理与去禁闭量子临界点研究获进展
以局域序参量和对称性破缺为圭帛的朗道-金兹伯格-威尔逊相变和物质分类理论是传统凝聚态物理学的基石。近年来，以拓扑序、涌现物质场与规范场耦合为特点的量子物质科学新范式，正在逐步超越这个框架，其中以去禁闭量子临界点为代表的新型量子相变，受到了从凝聚态物理学到高能物理学的广泛关注。 不同于朗道相变理
物理所等量子固体中质量输运机理研究取得进展
“超固态(supersolid)”是指固体在维持周期性晶格的同时还存在超流现象。对于常规固体来说，这两种性质相互矛盾，但是在固体4He中却可能共存——这是由于氦原子作为最小的单原子分子具有极大的零点运动，相邻原子之间的波函数有非常大的交叠，形成宏观量子效应，从而可以承载超流。包括Andreev和
物理所在确定性量子相干提纯研究中取得进展
量子态的相干性是量子物理区别于经典物理的重要性质，也是实现量子计算、量子保密通讯、量子精密测量等量子信息处理任务的重要资源。将量子态的相干性视作一种可用的量子资源进行定量的刻画，加深了人们对量子态的相干性在量子计算与量子信息处理任务中作用的认识，为更好地应用量子态的相干性提供了理论基础。 量化
物理所等理论预言新型Kagome晶格量子自旋液体态
量子自旋液体是一种即使在零温下也不会发生对称性自发破缺的量子物质形态，其基本概念最早由诺贝尔获得者P. W. Anderson在1973年提出。之后，人们尝试利用自旋液体来解释高温超导的现象。近年来，随着实验上大量阻挫量子自旋材料的出现，找到具有自旋液体基态的材料变得越来越有可能。从实验和理论两
武汉物数所在量子气体临界性理论研究中取得进展
近日，中国科学院武汉物理与数学研究所管习文研究员与香港中文大学周琦教授合作，在关于冷原子量子多体系统中的两体关联和临界性的研究中取得了新进展，其研究结果发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。 量子多体系统是凝聚态物理学中极其重要的研究领域，特别是近些年在冷原子的研
武汉物数所在量子气体临界性理论研究中取得进展
近日，中国科学院武汉物理与数学研究所管习文研究员与香港中文大学周琦教授合作，在关于冷原子量子多体系统中的两体关联和临界性的研究中取得了新进展，其研究结果发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。 量子多体系统是凝聚态物理学中极其重要的研究领域，特别是近些年在
物理所层状量子材料的电子相干性研究取得进展
量子材料电子相干性的产生对于多体相互作用及关联调控有重要的意义。然而，这并非易事，许多先进精密的电学实验方法是非相干的，不能诱导和测量集体激发态。相干光与物质相互作用可以自然地将光场所固有的相干性传递给量子材料，可用于调控电子的相干性。这种相干性的传递是否能实现，取决于光与物质相互作用的形式，以
物理所金刚石氮空位色心量子克隆取得进展
量子计算和量子信息是受到普遍关注的研究前沿。经典信息可以被精确拷贝，但是一个未知的量子态不可以被精确克隆(拷贝)，这就是“量子非克隆原理”。它是量子力学和量子信息的一个基本原理，在量子信息的研究中有广泛的应用。建立在量子密钥分发基础上的安全通信是量子信息的重要应用，它的安全性就是建立在量子非克隆
物理所金属有机骨架中磁性量子隧穿研究获进展
金属-有机骨架(Metal-Organic Framework，MOF)是指金属离子与有机官能团通过共价键或离子-共价键相互连接，共同构筑的长程有序晶态结构。这类MOF材料因在催化、储氢和光学元件等方面具有潜在的应用价值而受到广泛关注，是近十年来化学和材料科学领域的一个研究热点。最近几年，金