| 세계 최초로 바일 점이 한쌍 뿐인 바일 반금속 에너지띠 구조 구축 | ||
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  중국과학기술대학교 Pan Jianwei(潘建偉), Chen Shuai(陳帥) 등은 베이징대학교 Liu Xiongjun(劉雄軍) 연구팀과 공동으로 세계 최초로 초저온 원자 시스템을 이용하여 3차원 스핀-궤도 결합을 달성하고, 바일 점(Weyl point)이 한쌍 뿐인 이상적인 바일 반금속 에너지띠 구조를 구축했다. 해당 연구 성과는 국제학술지 “Science”에 게재되었다. 물질의 중요한 위상 상태인 바일 반금속 에너지띠 중의 바일 점 구조는 많은 특이한 특성을 가진다. 바일 점은 일종의 위상 자기 모노폴로 항상 쌍으로 나타나며 근처의 저에너지 여기의 운동 패턴은 “바일 페르미” 방정식을 따른다. 바일 점이 두개 뿐인 이상적인 바일 반금속은 바일 반금속 "패밀리"의 가장 기본적인 구성원이다. 기존에 바일 반금속 물질 연구에서 많은 성과를 거두었지만 두개의 바일 점 뿐인 바일 반금속은 구현하지 못했다. 초저온 원자 시스템은 환경이 깨끗하고 제어성이 높은 등 중요한 특성을 보유하고 있다. 초저온 원자를 통한 물질의 위상 양자 상태 연구는 현재 양자 시뮬레이션 분야의 활발한 연구 방향이다. 그 중, 인공합성 스핀-궤도 결합은 위상 단계 달성의 중요한 기술이다. 바일 반금속 등 고차원 위상 상태의 시뮬레이션에서 3차원 스핀-궤도 결합이 필수 조건이다. 즉, 보다 복잡한 3차원 비아벨 게이지 전위를 구축하는 것은 줄곧 초저온 원자 양자 시뮬레이션 분야의 주요 과제이다. 해당 연구는 전통 응집물질물리학을 뛰어넘는 바일형 위상 물리의 양자 시뮬레이션의장을 열었으며 저온 원자 연구를 위한 새로운 도구를 제공하였다. 이상적인 바일 점의 달성은 고체 시스템을 위한 상호보완 작용의 연구 방향을 제공하였다. 연구팀은 바일 반금속 중의 더 특이한 현상과 물리적 과정을 심층 연구할 계획이다. 해당 연구의 기술적 솔루션은 페르미온 시스템으로 확장하여 강상관 위상 물리학 연구를 수행할 수 있으며 해당 연구 성과는 양자 시뮬레이션 분야의 발전을 크게 촉진할 전망이다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/4/456285.shtm |
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