摘要：近日，国防科技大学理学院某所首次在量子系统中观察到了强姆潘巴效应，实现了量子弛豫过程的指数加速，并首次建立了姆潘巴效应和非厄米物理之间的联系。该工作不仅开辟了非厄米物理视角下的姆潘巴效应这一新的研究领域，而且有望对提高量子信息处理效率、提升量子传感的响应带宽等

在量子操控领域取得重要进展

近日，国防科技大学理学院某所首次在量子系统中观察到了强姆潘巴效应，实现了量子弛豫过程的指数加速，并首次建立了姆潘巴效应和非厄米物理之间的联系。该工作不仅开辟了非厄米物理视角下的姆潘巴效应这一新的研究领域，而且有望对提高量子信息处理效率、提升量子传感的响应带宽等量子技术带来重要影响。该研究以“观测量子强姆潘巴效应”（Observation of quantum strong Mpemba effect）为题，发表于国际权威期刊《自然-通讯》（Nature Communications）上（DOI: 10.1038/s41467-024-54303-0）。

姆潘巴效应的原理解释和实验结果

姆潘巴效应是一种反直觉的热效应，最早被亚里士多德所提到：“先前被加热过的水，有助于它更快地结冰。” 后来泛指反常弛豫现象，即一个更远离平衡态（稳态）的系统可能比一个更靠近平衡态（稳态）的系统更快到达平衡态（稳态）。该现象自发现以来一直令人困惑，也缺乏完整的解释，吸引了诸多科学家的研究兴趣，最近更是在量子领域掀起了研究热潮。该论文通过设计一个量子弛豫过程去观察姆潘巴效应存在的可能，并揭示其基本的物理原理。研究表明，通过制备一个特殊的初始态，可以让系统的弛豫过程获得指数的加速效果，即强姆潘巴效应。这一研究不仅有助于理解反常弛豫的物理机制，而且为量子动力学的主动调控提供了一种新的思路。

该论文由国防科大陈平形教授团队牵头完成。国防科大副研究员张杰和硕士研究生夏刚为共同第一作者，国防科大副教授周艳丽、湖南师范大学教授景辉和诺丁汉大学副教授李伟斌为共同通讯作者，国防科大副教授吴春旺、谢艺等为其他主要作者。国防科大副教授周艳丽主持主导了该项工作。研究工作得到了国防科大基石基金、国家自然科学基金、湖南省自然科学基金杰出青年基金等项目资助。近年来，该团队在陈平形教授带领下取得了一系列基础研究成果，在Nature Physics、Nature Communications、Physical Review Letters等国际权威期刊发表论文50余篇。

作者 | 周艳丽

在超短阿秒脉冲领域取得重大突破

阿秒脉冲技术突破传统探测技术的时间分辨极限，使人们能够在极短的时间尺度（1 as=10⁻18s）精确探测和研究微观量子过程，在物理、化学、生物等前沿科学问题研究中具有重要应用价值。2023年诺贝尔物理学奖授予了阿秒科学领域的三位先驱，但超短孤立阿秒脉冲的高效产生仍是该领域的技术难点。

近日，国防科技大学理学院赵增秀教授团队经过四年攻关，成功发展了阿秒脉冲的选通方法，利用近红外少周期脉冲提升选通门中心的饱和光强，首次基于近红外光场产生51阿秒的超短孤立阿秒脉冲，这是该团队继2020年、2023年分别产生88阿秒、71阿秒脉冲后，再次刷新国内最短阿秒脉冲纪录。

孤立阿秒脉冲产生与表征实验方案

该研究创新性地提出了不需要驱动光场CEP稳定的超短孤立阿秒脉冲产生方案，显著降低了超短孤立阿秒脉冲的产生门槛，将极大促进阿秒脉冲在电子动力学测量方面的广泛应用。研究成果以“Ultrashort isolated attosecond pulses generation with 750 nm free-CEP near-infrared pulses”为题，发表于Science子刊《超快科学》（DOI: 10.34133/ultrafastscience.0080）。国防科大为论文唯一单位，理学院王小伟副教授、研究生院博士生肖凡为论文共同第一作者，理学院教授赵增秀为论文通讯作者。

近年来，团队自主搭建了阿秒科学综合实验平台以及多波段光源产生与探测实验平台，成功实现了国内最短光脉冲、最强太赫兹等先进光源的产生与表征，为深入探索原子分子量子世界中的电子运动提供了强有力的实验工具。团队在强场超快研究领域取得了一系列重要研究成果，以国防科大为第一单位在Physical Review Letters、Ultrafast Science等国际权威期刊发表论文30余篇。

作者 | 肖凡

编辑 | 罗雅岚

来源：国防科技大学