南科大最新论文发表数据

近日，南方 科技 大学物理系副教授吴紫辉课题组在光捕获和光束缚的非厄密性方面取得重要进展，相关研究成果以“Non-Hermitian physics for optical manipulation uncovers inherent instability of large clusters”为题，发表在学术期刊 Nature Communications 上。 光束缚是指多个粒子之间的散射光所造成的光力将其稳定束缚成某一粒子结构的现象。一个被广为接纳的理论表明，在光的作用下，粒子会寻找和形成一种在能量上有利的结构，并被称为“光学分子”甚至“光学物质”。情况就像电子束缚一般材料一样。然而，与厄密的电子束缚不同，非保守光束缚是非厄密的，传统的理论并不适用。因此，吴紫辉课题组在光束缚系统中考虑到非厄密性，并发现了奇异点的存在，即振动谱中的奇点。它意味着从稳定到不稳定的对称破缺相变。在此过程中振动频率变更为复数，并允许光“泵入”能量并“熔化”粒子结构。更重要的是，对于足够大的粒子团簇，系统总是会达到不稳定阈值。因为随着粒子数目增多，振动谱将接近简并，很小的非厄密耦合便能驱动系统通过奇异点，且这一过程与细节无关。简而言之，仅仅依靠光力无法稳定束缚较大的粒子团簇。实验中观测到的稳定光束缚不能仅通过光力来实现，辅助的背景阻尼力也是必要的条件。因此，对于大的粒子团簇，“光束缚”最好被称作“光力-流体动力束缚”。事实上，这里较大的粒子团簇指的只是具有约10个或更多粒子的团簇。这里非厄密性是关键，其物理起源是入射光和辐射损耗。粒子并不总是处于能量有利于稳定的位置，因为当两个振动频率几乎简并时，非保守力将作为一个能量泵，激发并破坏粒子团簇的稳定性。 吴紫辉课题组的这一理论，一方面取代了旧的光捕获和光束缚理论，另一方面也扩展了非厄密物理学的研究领域。这里需要强调的是这项工作与已发表的所有实验结果一致。课题组所开发的理论和数学模型可以应用于任何具有空间位置上非保守力（positional non-conservative force）的开放系统，其中包括声力和其他受辐射束缚的系统。 图1：单一粒子光捕获系统中的奇异点。(a)介电粒子的光捕获示意图。(b) Ki, 力矩阵的本征值与偏振()的关系。从线偏振(=0)到圆偏振()。紫色叉叉表示奇异点出现的位置。光捕获在奇异点左（右）边是稳定（不稳定）的。(c)稳定性也依赖于粒子大小 。 图2：随着粒子数目的增加，复数不稳定模式普遍存在。(a)在(b)到(g)中所考虑的几何结构下，复数不稳定模式的百分比随着粒子数目的增加而增加，这意味着大的光束缚团簇结构本质上是不稳定。 吴紫辉课题组博士后李肖为论文第一作者，完成了仿真、分析数据等主要内容，厦门大学电子科学与技术学院助理教授刘益能完成了早期仿真模拟工作，复旦大学物理系教授林志芳开发了这一工作所用到的主要程序，香港 科技 大学物理系讲席教授陈子亭发起并监督完成了这一项目。吴紫辉是论文通讯作者，南科大是论文第一单位。 以上研究受到国家自然科学基金、深圳自然科学基金、香港RGC和香港裘槎基金会的大力支持。 论文链接： 供稿：物理系 通讯员：许馨文 主图：丘妍

根据统计数据，在2022年，中国的SCI数量预计将达到18.4万篇，美国的SCI数量预计将达到11.6万篇，英国的SCI数量预计将达到3.1万篇，德国的SCI数量预计将达到2.7万篇，澳大利亚的SCI数量预计将达到1.7万篇，法国的SCI数量预计将达到1.6万篇，日本的SCI数量预计将达到1.3万篇，韩国的SCI数量预计将达到1.0万篇，加拿大的SCI数量预计将达到0.8万篇，意大利的SCI数量预计将达到0.6万篇。

近日，南方 科技 大学物理系、量子科学与工程研究院教授卢海舟团队连续在《自然》子刊发表了关于“非线性霍尔效应”的两篇新论文。 第一篇题目为“Quantum theory of the nonlinear Hall effect”（非线性霍尔效应的量子理论）发表于Nature Communications。该研究详细阐述了研究团队在非线性霍尔效应的理论研究领域取得的重要进展。非线性霍尔效应是一类新的霍尔效应，可以在时间反演对称的体系中存在并且对空间对称性十分敏感，因此可以被用于探测与体系的空间对称性破缺相关的相变行为，如铁电、向列相变等。此外，非线性霍尔效应测量十分方便。只要对现有的输运测量方式稍作倍频调整，就可以 探索 一大类二维和三维的拓扑和功能材料，因此将会是一个非常重要以及活跃的方向。现有的理解非线性霍尔效应的理论工作基本都是基于现有半经典理论的基础上通过将体系的输运方程展开到电场高阶来实现对非线性霍尔效应的描述。然而，各种实验事实表明非线性霍尔效应本质上是一种量子效应，其主要机制无法被半经典理论完全刻画。基于费曼图形技术，研究团队构建了首个非线性霍尔效应的量子理论，揭示了非线性霍尔效应的量子本质以及目前半经典理论存在的不足，为未来的实验以及理论工作提供了坚实的基础。 该论文的第一作者为南科大量子科学与工程研究院助理研究员杜宗正，通讯作者为卢海舟，合作者包括上海师范大学教授王春明、南科大物理系博士生孙海鹏以及北京大学讲席教授、中国科学院院士谢心澄。南科大是论文第一单位。 第二篇为卢海舟团队受邀为NatureReviewsPhysics撰写的题为"Nonlinear Hall effects" (非线性霍尔效应)的综述展望文章，该文章详尽综述、概括分析了近年来关于非线性霍尔效应及其推广的重要研究进展，阐述了目前存在的问题与挑战，展望了未来的发展方向与可能应用，为相关领域的研究提供了重要参考。 该论文的第一作者是杜宗正，通讯作者为卢海舟，合作者包括北京大学讲席教授、中国科学院院士谢心澄。南科大是论文第一单位。 以上研究得到国家自然科学基金、广东省普通高校创新团队、深圳市科创委的资助。数值计算得到南科大科学与工程计算中心支持。 论文链接： 第一篇： 第二篇： 供稿：物理系、量子科学与工程研究院 主图：丘妍 通讯员：刘芳璐