强相互作用的光子

主讲人 (Speaker): 

许文超

主讲人单位 (Speaker's Institute): 

麻省理工学院

邀请人 (Invited by): 

俞振华

时间 (Time): 

星期四, 2019/01/03 - 16:00 to 17:30

地点 (Location): 

珠海校区海滨红楼17栋206 (Rm 206, Red House 17)

摘要 (Abstract): 

       对单光子的操纵，在量子计算和量子通讯领域，以及实现全光学量子器件上，都有着十分重要的意义。然而，在真空中传播的光子之间并无相互作用；某些经典材料中虽然可以呈现非线性的光学效应，但其往往伴随着很强的光损耗，因此也不适用于单光子量级上的调控。
       在这个报告中，我将介绍如何通过电磁感生透明效应，并结合冷原子中的里德堡态，引入光子与光子之间的有效相互作用。光子与原子态的耦合形成了具有有效质量的极化子。极化子之间的相互作用改变了光子的性质。通过调节耦合光场的参数，我们可以调控光子与光子之间有效相互作用势的性质。对于有效吸引势，我们观测到了光子构成的束缚态。而对于有效排斥势，则观测到了光子组成的晶体。这为我们研究由光子构成的新物态提供了可能。

主讲人简介 (Speaker's CV): 

许文超，女，2010年南京大学获得理科学士学位，2018年美国伊利诺伊大学香槟分校获得物理博士学位，现为美国麻省理工学院博士后。 博士期间研究课题围绕制备光晶格中的超冷费米原子，研究其动力学性质，从而实现对强关联体系的量子模拟而开展。研究成果包括：首次在三维体系中观测到多体局域化现象，首次观测到了强关联体系中可以类比于奇异金属表现行为的反常输运行为，实现了与相邻光晶格格点上原子占据数目相关的关联跃迁行为等。此外，还通过电磁感生透明效应测量了钾原子中里德堡态的能级，为实现光晶格中的长程相互作用提供了可能。 博士后期间的课题主要围绕在单光子层级上对光子行为的调控展开。通过结合电磁感生透明效应以及里德堡原子之间的强相互作用，课题组首次实现了光子与光子之间的有效排斥，并观测到了等间距排列的光子链，为研究由光子构成的多体量子体系提供了可能。