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对称保护拓扑边缘模、暗物质、中子散射在铁基超导中应用、二维超导中的反常金属态、中程有序结构 | 本周物理讲座

对称保护拓扑边缘模、暗物质、中子散射在铁基超导中应用、二维超导中的反常金属态、中程有序结构 | 本周物理讲座
2021年06月22日 10:00 新浪网 作者 物理期刊网

1

  报告人:安钧鸿,兰州大学

  时间:6月23日( 周三 ) 10:00

  单位:清华大学交叉信息研究院

  参会方式:蔻享直播

  会议链接:https://www.koushare.com/lives/room/018135

  摘要:

  Floquet engineering, i.e., coherent control via periodic driving, has become a highly versatile tool in quantum control. The main idea resides in that the concept of energy spectrum in static systems can be completely inherited as the quasienergy spectrum in periodically driven systems according to Floquet theory. Many efforts have been devoted to explore non-trivial effects induced by periodic driving on quantum systems. In this talk, I will report that interesting nonequilibrium quantum phase transitions can be triggered by engineering non-trivial band-gap structure and bound states in the quasi-energy spectrum using periodic driving. I will clarify this idea by Floquet engineering to second-order topological semimetals (SOTSMs). Many exotic SOTSMs absent in natural materials, e.g., a widely tunable number of Dirac nodes and hinge Fermi arcs, the adjacent Dirac nodes with same chirality, and the coexisting Dirac nodal points and nodal loops, and hybrid-order Weyl semimetals with the coexisting hinge and surface Fermi arcs, are generated at ease by the periodic driving. By this, I want to deliver a message that Floquet engineering supplies a convenient way to explore exotic topological matters by adding time-periodicity as a novel control dimension to quantum systems.  

  报告人简介:

  安钧鸿,现任兰州大学物理科学与技术学院教授。2005年在兰州大学获博士学位,并留校工作。2007年至2014年在新加坡国立大学从事研究员、访问研究员;2011年受聘为教授;2016年入选甘肃省飞天学者;2017年入选中央军委科技委国防科技创新特区主题专家组专家。主要从事开放量子系统、周期性驱动系统等非平衡量子物理问题研究。

2

  Symmetry-protected-topological edge modes in open quantum many-body systems --- an emergent partial time-reversal symmetry breaking

  报告人:蔡子,上海交通大学

  时间:6月23日(周三) 10:00

  单位:山西大学理论物理研究所

  参会方式:蔻享直播

  会议链接:https://www.koushare.com/lives/room/009806

  摘要:

  Symmetry-protected topological edge modes are one of the most remarkable phenomena in topological physics. In this talk, we formulate and quantitatively examine the effect of a quantum bath on these topological edge modes. Using the density matrix renormalization group method, we study the ground state of a composite system of spin-1 quantum chain, where the system and the bath degrees of freedom are treated on the same footing. We focus on the dependence of these edge modes on the global/partial symmetries of system-bath coupling and on the features of the quantum bath. It is shown that the time-reversal symmetry(TRS) plays a special role for an open quantum system, where an emergent partial TRS breaking will result in a TRS-protected topological mode diffusing from the system edge into the bath, thus make it useless for quantum computation. 

  报告人简介:

  蔡子,青千,上海交通大学特别研究员、博士生导师。2010年中科院物理所获得博士学位。先后在美国加州大学圣迭戈分校、德国慕尼黑大学、奥地利科学院量子光学与量子信息研究 所从事博士后研究。主要研究方向为量子多体物理中的理论和数值计算。研究领域为凝聚态 物理、冷原子系统,以及量子开放系统中涌现的强关联物理。发展并推广了量子蒙特卡罗与 密度矩阵重整化群等多种量子多体计算方法,并将它们应用到凝聚态物理、量子光学、机器学习与人工智能等前沿学科的交叉领域 。近几年共计发表了1篇Science, 8篇Phys. Rev. Lett., 30 篇Phys. Rev, 1篇综述等40多篇SCI论文。

3

  All the dark we can not see - the state-of-the art in direct searches for particle dark matter

  报告人:Laura Baudis,University of Zurich, Switzerland

  时间:6月23日(周三)15:00

  单位:北京大学高能物理研究中心

  参会方式:蔻享直播

  会议链接:https://www.koushare.com/lives/room/154837

  报告人简介:

  One of the major challenges of modern physics is to decipher the nature of dark matter.  It could be made of new elementary particles with allowed masses and interaction strengths spanning an enormous range.  Among these, particles with masses in the MeV-TeV range could be directly observed via scatters with atomic nuclei or electrons in ultra-low background detectors operated deep underground.  After an introduction to the dark matter problem, I will discuss the most promising direct detection techniques, addressing their current and future science reach, as well as their complementarity.

4

  中子散射在铁基超导材料研究中应用

  报告人:王猛,中山大学物理学院

  时间:6月23日(周三)19:00

  单位:蔻享学术

  参会方式:蔻享直播

  会议链接:https://www.koushare.com/lives/room/455124

  摘要:

  铁基高温超导材料中磁性和超导电性的关联(如自旋共振峰)与铜氧化物高温超导体有高度相似之处,但前者为多带超导材料、母体多为坏金属性质、电子关联性介于强关联与弱关联之间,后者为单带超导体、母体为绝缘体。铁基高温超导材料体系丰富、性质多样、可调控参数多,成为人们研究高温超导机理的绝佳平台。中子散射可以直接测量磁结构和自旋动力学性质,在铁基高温超导材料磁结构确定、相图构建、超导机理研究方面发挥了重要作用。近几年,国内中子散射实验平台发展迅速。本报告将对中子散射实验技术做简要介绍,并围绕BaFe2As2体系中的磁激发研究、RbxFe2-yS2体系中的复杂相研究和BaFe2S3-xSex体系中磁性的压力调控研究介绍铁基高温超导体研究中中子散射技术发挥的作用。

  报告人简介:

  王猛,中山大学教授,博士生导师,中山大学物理学院中子科学与技术中心主任,广东省青年珠江学者,中国物理学会第二届中子散射委员会委员,中国物理学会第十二届科普委员会委员。主要研究领域为磁性和非传统超导材料中的新奇物性及机理,主要研究手段包括中子散射、高压技术、材料生长及常规的物性表征方法,发表文章50余篇,是Nature、PRL、PRX、PRB、CPL等杂志审稿人。

5

  二维超导中的反常金属态

  报告人:王健,北京大学

  时间:6月23日(周三)19:00

  单位:蔻享学术

  参会方式:蔻享直播

  会议链接:https://www.koushare.com/lives/room/455124

  摘要:

  超导-绝缘体与超导-金属相变作为量子相变研究的典型范例,已有超过三十年的研究历史。在量子相变研究中,反常金属态作为不同于传统量子相变理论的一种新奇量子基态,得到了国际学术界的广泛关注。传统理论认为,二维玻色子体系在绝对零温下只有超导态和绝缘态两种量子基态,不存在中间过渡态。而实验研究表明在部分二维超导体系中存在金属态的可能迹象,即体系的电阻随温度降低先下降,然后趋于一个与温度无关的常数,这种新型的量子基态被称为反常金属态,亦称量子金属态。然而最近的实验表明,外界高频噪声会极大地影响二维超导体系在极低温下的电输运特性,表现出类似金属态的行为。因此,二维反常金属态存在与否仍充满着巨大的争议,是三十多年来国际学术界一直悬而未决的重要物理问题。

  近来,我们通过极低温电输运实验在周期性孔洞阵列调制的高温超导YBCO薄膜中证实了二维反常金属态的存在1,并运用高质量滤波器排除了外界高频噪声的干扰。同时,通过对YBCO多孔薄膜中库珀对量子振荡的系统研究,证实了反常金属态是一种玻色金属态。此后,我们在高质量PdTe2超薄膜中也报道了反常金属态的存在2,这是实验上第一次在分子束外延生长的二维晶态超导体系中发现反常金属态。最近,我们在另一种过渡金属硫化物TaSe2的薄层器件中同时观测到了本征的反常金属态以及由外界高频噪声引起的非本征金属态,表明尽管外界噪声以及测量电流容易引起类似反常金属的假象,在更低温下本征的反常金属态依然存在3。上述的一系列研究不仅提供了低维超导中反常金属基态的确凿证据,而且揭示了反常金属态的量子起源。

  报告人简介:

  王健,北京大学教授,国家重点研发计划项目负责人。2015年获马丁伍德爵士中国科学奖,2019年荣获高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)青年科学奖。2010年起在北大成立独立研究组,建立了低维量子输运与分子束外延-扫描隧道显微镜实验室,成为国际上少数兼具高质量样品的制备、表征和极端条件物性测量于一体的实验组,在低维超导和拓扑材料的量子调控方面取得了一系列具有重要科学意义和国际影响力的突出成就。如在二维超导中发现新的量子相变-量子格里菲斯奇异性,并实验证实新的物质态量子金属态;给出单层FeSe薄膜的高温超导零电阻和迈斯纳效应的直接证据;在拓扑材料中发现电阻随磁场对数周期振荡的规律,是量子振荡90年研究历史上发现的第三种周期规律;发展出探索拓扑超导的一种实验方法(金属-拓扑半金属界面);首次在二维界面高温超导体中观测到马约拉纳零能模证据;发现高温高陈数陈绝缘体态等。

  发表相关论文100多篇,其中以通讯作者在Science, Science Advances, Nature Physics, Nature Materials,Nature Communications, PNAS, PRX, PRL, Advanced Materials, Nano Letters, ACS Nano等国际一流学术期刊上发表80多篇,5篇通讯作者论文被Science高亮报道,多篇入选高被引论文。研究组主页:http://faculty.pku.edu.cn/JianWangGroup

6

  The distillability of entanglement of bipartite reduced density matrices of a tripartite state

  报告人:陈霖,北京航空航天大学

  时间:6月24日(周四)10:00

  单位:中国科学院计算技术研究所

  参会方式:蔻享直播

  会议链接:https://www.koushare.com/lives/room/307402

  摘要:

  The relation between the distillability of entanglement of three bipartite reduced density matrices from a tripartite pure state has been studied in [Phys. Rev. A 84, 012325 (2011)]. We extend this result to the tripartite mixed state of rank at most three. In particular we show that if the state has two bipartite reduced density operators with rank two, then the third bipartite reduced density operator additionally having non positive partial transpose (non-PPT) is distillable. In contrast, we show that the tripartite PPT state with two reduced density operators of rank two is a three-qubit fully separable state. We obtain these facts by proving a conjectured matrix inequality for the bipartite matrix M with Schmidt rank at most three. The conjecture is listed as open problem 41 in the website ”Open quantum problems-IQOQI Vienna”.  We also prove the conjecture for some special M with arbitrary Schmidt rank.

  报告人简介:

  陈霖于2003和2008年分别获得浙江大学物理和理论物理博士学位。先后在新加坡国立大学和加拿大滑铁卢大学等单位从事博士后工作。研究课题包括不可扩展基,矩阵论,量子纠缠,量子门分解,量子通信,量子态区分,无偏差基,张量秩等。在CMP,NJP,PRA,PRL等期刊上发表论文多篇,主持国家自然科学基金面上项目等。

7

  Indirect detection of gravitons through quantum entanglement

  报告人:Sugumi Kanno,Kyushu University

  时间:6月22日(周二) 14:30

  单位:中科院理论物理所

  参会方式:Zoom

  Online Zoom meeting: 938 0778 6407

  摘要:

  We propose an experiment that the entanglement between two macroscopic mirrors suspended at the end of an equal-arm interferometer is destroyed by the noise of gravitons through bremsstrahlung. By calculating the correlation function of the noise, we obtain the decoherence time from the decoherence functional. We estimate that the decoherence time induced by the noise of gravitons in squeezed states stemming from inflation is approximately 20 seconds for 40 km long arms and 40 kg mirrors. Our analysis shows that observation of the decoherence time of quantum entanglement has the potential to detect gravitons indirectly. This indirect detection of gravitons would give strong evidence of quantum gravity. 

  8

  Dissipative Floquet superconductivity

  报告人:刘东,清华大学

  时间:6月24日(周四) 10:30

  单位:中科院理论物理研究所

  参会方式:腾讯会议 

  

  摘要:

  Periodic driving schemes provide a simple way to study systems out of equilibrium, also known as Floquet engineering. For examples, in order to engineer superconductivity in Floquet system, there are two possible routes: 1) proximity-induced SC, 2) intrinsic SC due to interaction stabilities. We study the interplay among cooper correlation, periodic driving, and unavoidable dissipations in those Floquet systems. First of all, we consider Floquet topological SC, where the SC correlations are from proximity effect. Proximity effects provide not only cooper correlation but also strong dissipation; therefore, Floquet Majorana zero modes acquire finite lifetimes, and Floquet Majorana Pi mode can be destroyed. Secondly, we consider intrinsic superconductivity in a dissipative Floquet due to interaction instability. We find that the system shows a time-periodic bosonic condensation and reaches an intrinsic dissipative Floquet SC phase. The fermionic part acquires a “soft” energy gap and contains the diffusive modes with finite lifetimes.

  报告人简介:

  Dr. Dong Liu is an associate professor at Tsinghua University. He got his B.S. and PhD degrees at Peking university and Duke University, and worked as a postdoc researcher at Michigan State University and Microsoft Station Q. He joined Tsinghua University in 2018. He mostly focused on the theory of topological devices and quantum computation.

  报告人:兰司,南京理工大学

  时间:6月25日( 周五) 15:00

  单位:中山大学物理学院中子科学与技术中心

  参会方式:蔻享直播

  

  摘要:

  “非晶态的结构本质是什么?”这是《科学》杂志在创刊125周年提出的125个科学“大问题”之一。非晶态材料被认为是长程无序,短程有序的(2-5 Å)。近来研究发现,中程尺度(5-20 Å)有序结构,简称中程序,在非晶态材料的相变和形变过程中发挥了越来越关键的作用。非晶合金作为一种典型的无序非晶态材料,其原子堆积方式使其成为研究非晶态物理的重要模型材料。非晶合金的中程序结构研究成为当前非晶态物理的前沿热点研究方向之一。解开非晶合金的独特中程序结构的构型,对调控非晶合金的微观结构,破译相变和形变过程中基本结构响应单元,具有重要的理论和现实意义。

  但破译非晶态材料的中程序结构具有很高的难度。挑战之一在于现有的理论或者实验结果难以确定非晶态材料与其对应的晶态材料间是否存在中程或更大长度尺度范围的结构联系,特别是非晶态材料的结晶产物往往在成分上区别于非晶基体,具有截然不同的基本结构单元,使这一问题变得极为复杂。挑战之二在于非晶态材料缺少长程周期性,现有的表征手段难以精确解析其短程到中程尺度有序结构。研究团队克服了上述挑战,首先针对具有异常放热峰的非晶合金体系开展了原位研究,发现中程序结构在非晶多型性相变具有独特作用。然后成功在经典大块金属玻璃形成体系钯镍磷中直接捕获了桥接非晶态与晶态的一种手性中程序结构六元三帽三棱柱(命名为6M-TTP)。该结构的短程序多面体能以一种奇特的手性结构构成具有约12.5埃米的中程序构型,其铸态的长程无序堆积在一定温度可以转变成有序堆积的立方相,且能保持其中程序构型基本单元的亚稳性。该工作不仅为揭示非晶态结构本质提供了新的结构模型,并且对于非晶合金亚稳态中间相的析出动力学规律提出了新的解释。

  报告人简介:

  兰司,1984年生,南京理工大学材料科学与工程学院/格莱特研究院副院长、教授、纳米材料与技术专业负责人、格莱特纳米科技研究所副所长、科技部国合基地副主任。长期致力于非晶态合金的结构、性能和相变机制相关领域的研究工作。2020年获得江苏省杰青,担任中国金属学会非晶合金分会委员、江苏省材料学会、物理学会委员,担任中国散裂中子源用户委员会委员、日本中子源J-PARC函评专家等。主持国家自然科学基金面上项目、青年基金和江苏省自然科学基金杰出青年基金、面上项目,在国际权威杂志Nature Materials, Nature Communications, Acta Materialia, Physical Review Letters, Communications Physics等发表SCI论文80余篇。申请国家发明专利13项,授权4项。获得江苏省“双创”计划-双创博士引进、江苏省“333”高层次人才培养工程、江苏省六大人才高峰项目资助等。2017年获得中国材料大会非晶与高熵合金“杰出青年科学家奖”。2021年1月起担任国际期刊Rare Metals青年编委。

  

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