■ 通讯员 刘欢

新冠肺炎疫情期间，物理学院的“牛顿”们虽隔离在家，但依然保持着饱满的工作状态，科学研究不停步，取得了一系列进展和突破。2020年1月至今，物理学国际权威学术期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)已连续刊发8篇学院教师的研究成果。

1月13日和22日，《物理评论快报》在线分别刊发了物理学院蔡建明教授团队的2项研究成果。其中1篇论文中，蔡建明教授团队提出了基于赝厄米单量子比特体系的量子传感原理，巧妙地利用辅助量子比特与后选择测量，显著地提高了测量的信噪比，从而抑制了系统本底噪声的不利影响(图1所示)。这一方法在束缚离子、固态自旋以及光子等不同的物理体系中均可以实现，解决了量子传感中实验系统的本底噪声问题，将有力地推动“非厄米物理”这一奇特的物理现象在量子传感方面的应用。另1篇论文中，蔡建明教授团队利用量子传感的思想，发展了基于单量子探针的量子测量方法(图2所示)，在数学上证明了仅通过操控单量子探针以及测量其单个物理观测量，原则上可以测量几乎所有的多体量子体系的整体量子态，并进一步在金刚石中的氮-空位中心自旋体系中进行了实验的验证。

图1

图2

1月22日，《物理评论快报》还在线发表了物理学院高锦华教授和湖北大学许东辉副教授、周斌教授在准晶高阶拓扑态研究中的最新成果。高锦华教授和合作者通过构建具体模型的办法证明了在合适的准晶系统中同样可以实现高阶拓扑态，首次把高阶拓扑的概念拓展到非周期体系中(图3所示)。该工作不仅构建了一个研究高阶拓扑的全新体系，同时也具体给出了准晶高阶拓扑绝缘体的实现方案。

图3

2月3日，《物理评论快报》在线刊发了物理学院吴颖教授团队在量子相干领域的研究论文。吴颖教授团队提出了一种基于电-声相互作用实现高纯度多声子捆绑发射的理论方法，有效的推动了量子声子学的发展，为非线性斯托克斯过程的应用提供了新途径。他们研究发现在适当的耗散条件下，强关联声子束有效取代普通辐射理论中的单光子角色级联发射到腔外形成多声子捆绑发射。在目前实验可允许的条件下，该项工作预言了纯度近99%的双声子捆绑发射和97%的三声子捆绑发射过程(图4所示)。这也为光学预兆的多声子激光和多声子源的实现提供理论指导，在芯片上的量子通信、混合量子网络和量子精密测量等方面有着潜在的应用前景。

图4

2月5日，《物理评论快报》在线发表物理学院引力中心团队的最新研究成果，在更近距离与更高精度上对引力反平方定律进行实验检验，杨山清教授、罗俊院士为共同通讯作者。研究团队利用我校人防山洞实验室天然恒温、震动小、外部干扰少等优越条件，先后解决了牛顿引力的精确补偿、静电屏蔽系统的残余电势与振动耦合干扰等问题，给出对Yukawa破缺效应在作用程40-350微米区间的最强限制(图5所示)。实验同时给出对幂定律破缺势的最严格限制，为相关的理论研究提供实验参考。

图5

3月9日，《物理评论快报》在线刊发了物理学院2016级博士生李小康为第一作者的研究成果。作者在对非磁绝缘体SrTiO₃的研究中，观测到了比任何绝缘体都要大的霍尔热导，同时选取SrTiO₃和其类似物KTaO₃开展了对比实验，表明发生AFD转变后的畴壁可能是散射声子发生横向偏转的原因，文中通过热循环对比实验证明了这一观点。

4月16日，《物理评论快报》同一天发表了物理学院陆培祥教授领导的超快光学团队的两项研究成果。其中1篇论文中，超快光学团队将空间域的双缝干涉推广到时间域，发现少周期激光跟固体作用时在时间域会形成阿秒双缝干涉，辐射的固体高次谐波光谱即干涉条纹。利用干涉条纹，他们提出了重构固体能带的方法。相比已有的光电子能谱方法，阿秒时域双缝干涉是一种全光学的方法，在时间分辨能力上具有前所未有的优势，这为研究光诱导的固体超快过程提供了崭新的手段(图6所示)。另1篇论文中，团队成员王兵教授和武汉光电国家研究中心郜定山教授合作，在硅光子芯片上实现了基于非厄米系统动态奇异点绕圈的非对称模式转换。他们利用硅基亚波长光栅波导之间的耦合，引入结构参数和散射损耗的连续变化，提出并实现了动态奇异点的绕圈，在维持高效模式转换的同时，显著减小了器件尺寸，为具有非厄米和拓扑特性等新型功能集成光子器件的设计和研发开辟了新的技术途径(图7所示)。

图6

图7

近五年来，物理学院培育和引进了60多位专业基础扎实、学术成果突出、有较大潜力的青年教师。优秀青年学者的加盟进一步改善了物理学院教师队伍结构，增强了教师队伍的生机与活力。学院现有国家级高层次人才项目入选者占教师队伍总人数的约27%，其中一半为本校本土培养。五年来，学科发展也逐步驶入快车道，教育部第四次学科评估中，物理学排名并列全国第7，获批国家自然科学基金174项，到校纵向经费已突破2.5亿元；在物理学主流期刊发表论文800余篇，其中高水平论文90余篇，包括Science 2篇，Nature 1篇，Nature Communications 12篇，Physical Review Letters 39篇。

除了建好人才引进的“强磁场”，物理学院还形成了人才培养的“引力波”，本科毕业生深造率连续三年保持80%。学院坚持引育并举，“用最优秀的人培养更优秀的人”，一支师德高尚、业务精湛、结构合理、潜心教学的高素质18luck新利电竞 正在成为助力学子成长的硬核保障。