首次观测到！中国科大潘建伟/姚星灿/陈宇翱最新成果登Nature

2月7日，中国科学技术大学潘建伟院士、姚星灿教授、陈宇翱教授为论文共同通讯作者在全球顶级科研期刊《Nature》发表了题为 " Observation and quantification of the pseudogap in unitary Fermi gases"。中国科学技术大学为本论文的第一完成单位。

科研团队基于强相互作用的均匀费米气体，首次观测到了由多体配对产生的赝能隙，确立了配对赝能隙的存在，成为利用量子模拟解决重要物理问题的一个范例。

能隙的产生是超导的标志性现象。在常规超导体中，能隙存在于超导相变温度以下。随着铜氧化物高温超导体的被发现，即使在超导相变温度以上，能隙仍然能够被观测到，这种现象被称为赝能隙。

图: 单粒子谱示意。连接和独立的小球分别代表库珀对和单粒子，曲面间隙为赝能隙。/制图：陈磊

赝能隙的起源和性质可以为解答高温超导的机理问题提供关键线索。学术界普遍认为主要存在两种可能的赝能隙机制：一是来源于超导相变温度以上的电子多体预配对；二是来源于在高温超导体中发现的多种量子有序相。但一直无法明确究竟是何种机制在起作用。

强相互作用（幺正）极限下的超冷费米气体，以其纯净性和可控性为赝能隙的机理研究提供了一个理想的量子模拟平台。经过多年艰苦攻关，中国科大研究团队建立了超冷锂-镝原子量子模拟平台，实现了世界领先的均匀费米气体的制备。研究团队还发展了大磁场的稳定技术，并得以成功实现超冷原子动量可分辨的微波谱学技术。在此基础上，研究团队系统地测量了不同温度下的幺正费米气体的单粒子谱函数，并成功观测到了赝能隙的存在，为电子预配对假说提供了支持。

该研究工作推进了强关联多体系统的研究，也为完善多体理论提供了重要的实验依据。此外，该工作中发展的超冷原子量子调控技术为下一步研究其它重要的凝聚态物理现象奠定了技术基础。《自然》杂志审稿人一致认为，“这项工作解决了一个长期存在的重要物理问题，是量子模拟研究的里程碑进展。”

编辑、审核：大可

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