偶極原子的量子態操控極其困難, 為解決這一難題, 中科院武漢物理與數學研究所劉紅平研究員和清華大學物理系尤力教授展開合作研究, 提出了一種利用對稱性破缺動態保全原子誘導電偶極矩方向的方案.
通常情況下, 在原子的外場操控過程中量子態依然遵循絕熱演化規律, 不利於原子間的偶極動力學操控. 如果對電場中的原子再施加一個垂直磁場, 原子原有的對稱性就會被破壞掉, 原子的抗交叉程度也隨之顯著地弱化, 使得在較慢的外場操控時間內原子依然能從一個偶極狀態隧穿到具有同樣偶極極性的量子態, 從而在相互作用調控前後保持原子的偶極極性不變.
基於武漢物數所良好的交叉場實驗平台, 研究團隊在實驗上觀測到了這一對稱性破缺增強的非線性朗道- 基納隧穿效應. 對稱性破缺導致描述原子的基矢空間劇增, 研究團隊提出了一種局域化的動力學研究方法, 很好地複現了動力學物理映像和實驗過程. 這一研究結果近日發表在世界物理學頂級學術期刊《物理評論快報》上.