最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室刘伍明研究员领导的小组在光与物质相互作用研究领域取得重要进展。他们发现在激光冷却的原子玻色--爱因斯坦凝聚中可以产生一种新颖的量子相——分数量子涡旋和涡旋晶格（Fractionalized vortex and vortex lattices），并进一步预言在正方形分数量子涡旋晶格中可嵌入空间调制的自旋密度波。
研究光与物质相互作用以及揭示新奇量子现象并利用其奇异性质设计新型的量子器件，这是人们长期以来一直感兴趣的问题，例如1997年度的诺贝尔物理学奖授予美国斯坦福大学朱棣文教授、美国标准与技术研究院菲利普斯博士和法国巴黎高师科昂·塔诺季教授，以表彰他们发明了用激光冷却进行低温下俘获原子的方法。2001年度的诺贝尔物理学奖授予美国标准与技术研究院科纳尔博士和威依迈博士、麻省理工学院凯特纳教授，以表彰他们实现碱性原子的玻色--爱因斯坦冷凝，揭示了一种新的物质状态。与固体相比，原子玻色-爱因斯坦凝聚是一种新的凝聚态物质，有着许多可控的自由度，为深入研究各种新的量子相变以及强关联效应提供了新的、干净的物质体系和信息载体, 为探索全新的量子现象，发展新的量子调控方法开辟了新的途径，并且可以用来设计量子信息器件。刘伍明研究员及其合作者自 1999 年以来一直致力于光与物质相互作用的研究，并取得了一些重要研究成果，曾先后在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上发表论文6 篇。
刘伍明研究员、博士后纪安春博士和加拿大不列颠•哥伦比亚大学周飞教授最近设计了一个冷原子系统。他们发现当加上脉冲磁场时，在旋转光势阱中的原子玻色--爱因斯坦凝聚中可以产生一种新颖的量子相——分数量子涡旋和涡旋晶格（Fractionalized vortex and vortex lattices），并进一步预言空间调制的自旋密度波可嵌入在正方形分数量子涡旋晶格中。他们还详细地研究了在实验上通过斯特恩—盖拉赫磁场中原子玻色--爱因斯坦凝聚吸收成像来观测这种新颖的量子相。这项新的研究工作对进一步认识新奇量子现象具有非常重要的意义。
相关研究得到中国科学院、国家自然科学基金委员会和科技部的支持。这一研究成果已发表在2008年7月4日出版的Physical Review Letters 101，010402 (2008) 上。（来源：中科院物理研究所）
（《物理评论快报》（
PRL），10.1103/PhysRevLett.101.010402，An-Chun Ji, W. M. Liu, Jun Liang Song, and Fei Zhou）
