我校郭光灿院士团队在单个微腔内构建了人工标准场研讨方面取得重要发展。该团队的董春华研讨组初次使用回音壁形式微腔中多模相互作用，经过几许相位操控完成了人工组成标准场，包含组成磁场和组成电场。该研讨成果2021年3月22日宣布在世界学术期刊《Physics Review Letters》上。
当带电粒子经过一个回路，经过的磁通量发生一个相位差，这个相位差可拿来研讨凝聚态物理里风趣的拓扑现象，比方拓扑相位，拓扑维护量子态等。关于非带电粒子或许玻色子，类似地，能够终究靠构建一个几许相位，即构建哈密顿量，使非带电粒子和玻色子取得一个途径相关的相位，来完成组成磁场。组成磁场可认为量子多体物理的模拟计算供给更高的精度和对玻色子更好的操控。一起，组成磁场能够在多个系统里进行完成，比方超冷原子、光子、声子以及其他玻色准粒子。
此前的研讨都是经过多个微腔系统来构建这样一个几许相位完成人工标准场。而该团队初次使用单个微腔，经过微腔支撑多模相互作用的特色，完成了组成标准场。使用光纤锥一起向微腔注入顺时针和逆时针的驱动光，能轻松完成光子与声子相干耦合且耦合相位彻底可控。在试验中，他们证明光子在多个形式间耦合输运会取得与途径相关的相位差，以此来完成了光子的等效组成磁场；进一步的发挥微腔光场调控的优势，也完成了时变的标准相位，然后初次在单个微腔中完成光子的组成电场。因为微腔里能轻松完成比较强的相干光机械耦合相互作用，以及相干的非线性光学效应，试验成果也预示了组成磁场能够在可控的情况下拓宽到更高的维度，这个是在实际的晶格里还没完成的；此外，本试验中的组成标准场也有望用于研讨光子的拓扑性质，完成手性边际态和拓扑维护。
图注：（a-b）单个微腔内的多模相互作用建立了可扩展的人工标准场；（c-e）不同组成磁场强度下腔内光子及声子的呼应。
陈元、张延磊、沈镇为该论文的一起榜首作者，董春华、邹长铃为通讯作者。上述研讨得到了科技部要点研制方案、我国科学院、国家自然科学基金委、量子信息与量子科技前沿协同立异中心等单位的支撑。
（中科院量子信息要点试验室、中科院量子信息和量子科学技术立异研讨院、科研部）
