克日，，，，， ，理学院曹世勋教授科研团队在量子相变研究领域取得最新国际相助研究效果，，，，， ，相关研究论文“Observation of the Magnonic Dicke Superradiant Phase Transition”揭晓在国际顶级期刊《Science Advances》上。。该研究由曹世勋教授（配合通讯作者）联合美国莱斯大学Junichiro Kono教授（配合通讯作者）国际相助研究团队配合完成，，，，， ，8188cc威尼斯博士后马小璇为配合第一作者，，，，， ，博士生杨婉婷为配相助者。。这是继2018年曹世勋教授团队在《Science》揭晓国际相助论文后关于量子相变的又一主要研究效果。。
量子相变是一种在极低温度下爆发的相变，，，，， ，与古板的热力学相变差别，，，，， ，它是由量子涨落而非热扰动驱动的。。超辐射相变（SRPT）作为量子相变的一种，，，，， ，恒久以来一直是物理学家关注的焦点。。然而，，，，， ，由于实验条件的限制，，，，， ，这一征象在现实质料中的视察一直面临着重大挑战。。
在这项研究中，，，，， ，国际科研团队围绕8188cc威尼斯课题组的高质量反铁磁稀土正铁氧体ErFeO3单晶质料，，，，， ，通过太赫兹和吉赫兹磁光谱学实验，，，，， ，乐成视察到了SRPT的要害特征——两个自旋-磁子杂化模式在临界点的拐点和软化。。这一发明不但证实了SRPT在热平衡条件下的保存，，，，， ，也为明确量子多系一切中的相互作用提供了新的视角。。研究发明，，，，， ，在ErFeO3中，，，，， ，Fe3+磁子模式和Er3+自旋之间的强耦合，，，，， ，使得系统在特定条件下能够模拟Dicke模子中的超辐射相变。。这种耦合阻止了古板光子系统中由于磁光项导致的相变阻碍，，，，， ，从而使得SRPT得以实现。。
图1. 光谱学证据展现ErFeO3中的磁子SRPT征象
为了深入明确实验征象，，，，， ，研究团队构建了扩展的Dicke模子，，，，， ，将Er3+单离子各向异性纳入思量。。该模子不但准确再现了实验中视察到的模式频率，，，，， ，还为展现SRPT的实质提供了理论支持。。在实验中，，，，， ，研究职员通过改变外部磁场，，，，， ，准确调控了系统的能量参数，，，，， ，从而实现了对SRPT的准确探测。。实验数据与理论模子的高度吻合，，，，， ，验证了模子的准确性和适用性。。这一研究效果为量子手艺的生长开发了新的蹊径。。SRPT所陪同的大规模纠缠和压缩征象，，，，， ，有望为量子盘算和量子通讯提供新的实现途径。。别的，，，，， ，该研究还为凝聚态物理中的相变理论注入了新的活力，，，，， ，为探索新型量子质料和征象提供理论和实验基础。。
本事情获得国家自然科学基金面上项目的支持：No.12374116。。
相关论文链接：
2025年04月，，，，， ，Science Advances, 11, eadt1691 (2025). https://doi.org/10.1126/sciadv.adt1691
2024年01月，，，，， ，Nature Physics, 20, 788-793 (2024). https://doi.org/10.1038/s41567-023-02350-7
2022年10月，，，，， ，Nature Communications, 13, 6140 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-33520-5
2022年01月，，，，， ，Nature Communications, 13, 443 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-021-27267-8
2021年05月，，，，， ，Nature Communications, 12, 3115 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23159-z
2018年08月，，，，， ，Science, 361, 794-797 (2018). https://doi.org/10.1126/science.aat5162
