近期，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心量子頻標(biāo)研究室（中國(guó)科學(xué)院時(shí)間頻率基準(zhǔn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）研究員張首剛帶領(lǐng)的研究組在冷原子研究方面取得了新的進(jìn)展。研究小組分別對(duì)耦合原子分子凝聚體、自旋軌道耦合凝聚體中的新奇量子態(tài)及其物性開(kāi)展了研究工作，并提出了相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法。

　　研究小組張曉斐、董瑞芳、王鑫和張首剛等人首先研究了原子分子耦合系統(tǒng)的暗態(tài)解，并考慮了真實(shí)體系中束縛勢(shì)的影響。研究表明，通過(guò)調(diào)控原子-原子，原子-分子，以及分子-分子間的相互作用強(qiáng)度，可以獲得該耦合系統(tǒng)在諧振子、雙阱、光晶格、超格子等外部束縛勢(shì)中的精確暗態(tài)解。研究成果發(fā)表于Optics Communications 291, 455 (2013)。

　　近年來(lái)，人造規(guī)范勢(shì)在冷原子體系中的實(shí)現(xiàn)，突破了中性原子不能模擬帶電粒子行為的禁區(qū)。研究小組研究了具有Rashba 型自旋-軌道耦合相互作用的玻色氣體在共心雙環(huán)外勢(shì)中的基態(tài)相圖及其量子相變，并探討了外部旋轉(zhuǎn)對(duì)系統(tǒng)物性的影響。研究發(fā)現(xiàn)自旋軌道耦合相互作用和旋轉(zhuǎn)可以分別作為兩個(gè)獨(dú)立的“開(kāi)關(guān)”，用于獲得各種不同的基態(tài)相以及調(diào)控不同相之間的量子相變。研究成果發(fā)表在美國(guó)物理學(xué)會(huì)期刊Phys. Rev. A 86, 063628 (2012) 和Physics Letters A 377, 1109 (2013)。在此基礎(chǔ)上，研究小組正在開(kāi)展自旋軌道耦合偶極量子氣體的基態(tài)相圖及其量子相變，多分量凝聚體中的量子渦旋及其結(jié)構(gòu)相變等研究。

　　這些研究進(jìn)一步提高了對(duì)光與物質(zhì)相互作用的認(rèn)識(shí)，并對(duì)量子調(diào)控、精密物理測(cè)量以及冷原子鐘等具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

　　研究工作得到了國(guó)家“973”項(xiàng)目、國(guó)家重大科研儀器研制項(xiàng)目、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和青年項(xiàng)目、中科院百人計(jì)劃項(xiàng)目、中科院西部之光重點(diǎn)項(xiàng)目、陜西省科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃青年科技新星項(xiàng)目以及國(guó)家授時(shí)中心人才項(xiàng)目的資助。