近日，我院刘永恺教授带领的凝聚态与量子物理交叉团队在相关领域取得了系列研究进展。

（一）随着自旋轨道耦合（SOC）在冷原子实验中的实现，许多理论和实验工作得到了极大的发展，许多新奇的量子相和拓扑激发被人们发现探索。在拓扑量子计算，拓扑材料器件，高密度存储信息等方面具有较大的潜在应用价值。近年来对自旋-轨道耦合的研究大多集中在SU(2)的类型上，即通过SU(2)泡利矩阵和动量耦合内部状态。为了更有效地描述三组分凝聚体之间的内部耦合，研究人员考虑了SU(3)自旋轨道耦合。刘永恺教授团队最近研究了一种新型SU(3)自旋-轨道耦合与外部旋转之间的协同效应下自旋为1的BEC中产生了特殊的涡旋分布。在反铁磁状态下，随着自旋轨道耦合的增加，系统经历了从奇特花瓣相、斜条纹相、到条纹晶格相的三种新型相变。在铁磁状态下，有四种类型的相图：花瓣与条纹混合相、横向条纹相、网状晶格和横向条纹晶格。受旋转频率的影响，系统表现多涡旋结构，如三角蜂窝相、U型涡旋链和六边形蜂窝晶格。在强自旋轨道耦合情况下，出现方格晶格，环状涡旋链。这一研究成果以“Ground states of the rotating SU(3) spin-orbit coupled spin-1 Bose-Einstein Condensate in a two-dimensional harmonic trap”为题，发表在Chinese Journal of Physics（SCI二区),刘永恺为论文通讯作者，2022级研究生高英峰为第一作者。

（二）在无线通信技术蓬勃发展的当下，电磁环境愈发复杂，电磁辐射对人体健康和设备正常运行构成威胁，高性能电磁吸波材料成为研究热点。传统生物质碳气凝胶因单一介电损耗和过高电导率导致阻抗失配，吸波性能欠佳。基于此，凝聚态与量子物理交叉团队蔡卓老师与合作者设计了壳聚糖/MXene/Co₃O₄复合气凝胶（CMCA），借助三维多孔结构与磁电协同损耗（壳聚糖和 MXene 提供介电损耗，Co₃O₄提供磁损耗）来优化阻抗匹配并增强电磁波耗散。该工作能够满足高吸收能力和轻量化，有望成为先进的电磁波吸收的关键材料。相关研究成果以“Chitosan/MXene/Co₃O₄-derived composite aerogels with hierarchically porous structure for electromagnetic wave absorption”为题发表在Applied Surface Science(SCI二区https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2025.162550)蔡卓为论文共同第一作者。

（三）众所周知，量子压缩态是一种典型的非经典量子态，在基本量子理论检验、量子精密测量等领域具有重要的应用前景。另一方面，非互易量子效应的实现对于量子信息处理与量子计算方面展现出极大的推动作用。近期，凝聚态与量子物理交叉团队白素英副教授与合作者研究了基于钇铁石榴石（YIG）小球的克尔非线性，提出了在腔磁光力系统中制备非互易强机械压缩的方案。研究发现，由克尔效应直接产生的磁子压缩可以通过腔-磁相互作用和光力相互作用诱导为机械压缩效应。研究结果进一步表明，在选定的磁场方向上可以实现机械模的压缩，而在选定方向的反方向上则无法实现。此外，通过合理地调节磁子的有效失谐和克尔效应强度，机械模的压缩度甚至可以打破3dB极限，并且获得了制备强机械压缩的最优条件。该项工作对于非互易量子器件、量子信息处理以及量子精密测量具有重要的潜在应用价值。相关研究成果以“Nonreciprocal Strong Mechanical Squeezing Based on the Kerr Effect in Cavity-Magnon Optomechanical System”为题发表在《Advanced Quantum Technologies》（SCI二区http://doi.org/10.1002/qute.202400654）白素英为论文通讯作者。