一般量子態的絕熱幾何相位研究取得重大進展

    近日，中國科學院物理研究所凝聚態理論與材料計算室專家吳飆及其合作者——北京應用物理和計算數學研究所研究員劉傑、美國德州大學奧斯汀分校教授牛謙，最近在幾何相位領域取得重大進展。他們提出了一個新的幾何相位。首先，這個新的幾何相位是對一般量子態直接定義的，這不同於Berry相位只對量子本徵態有定義。當應用於本徵態時，這個新相位會回到Berry相位；其次，這個新的幾何相位適用於以玻色-愛因斯坦凝聚物為代表的非線性量子系統，是描述非線性量子系統中絕熱演化不可缺少的物理量。這個工作發表在最近一期的Phys. Rev.Lett.，94 (2005) 140402.上。在這個工作中，吳飆與他的合作者進一步探討了這個幾何相位的物理意義及其和Hannay幾何相角的關係。該項工作在概念上深化了人們對幾何相位的理解。

    值得一提的是，吳飆與他的合作者在兩年前將Born和Fock在1928年建立的量子絕熱定理成功地推廣到了非線性量子系統中[PRL 90 (2003) 170404]。

    據悉，以上這兩個工作對非線性量子系統中的絕熱性給出了一個完備的描述，就象量子絕熱定理和Berry相位是對線性量子系統中絕熱性的一個完備描述一樣。在實際物理應用上，他們的工作為絕熱操縱冷原子氣玻色-愛因斯坦凝聚物打下了堅實的理論基礎。