11月3日，美国物理学会顶级学术期刊《物理评论快报》 (Physical Review Letters)在线刊登了我校理学院张云波教授课题组在超冷原子量子模拟领域取得的重要研究进展，论文题目为“Spin-Nematic Vortex States in Cold Atoms”。该论文由浙江理工大学与山西大学、美国莱斯大学合作完成，浙江理工大学和美国莱斯大学为共同通讯单位。
寻找和观测新的拓扑量子物态是物理学的重要研究方向之一，因为拓扑态在拓扑量子计算、拓扑材料器件等方面具有较大的潜在应用价值。近些年来，基于超冷量子气体的人工规范场和人工自旋轨道耦合为拓扑物态的研究提供了一个便利的量子模拟平台，但绝大多数相关讨论都局限于自旋矢量算符空间。事实上，在高自旋的量子体系中，自旋向列张量是与自旋矢量具有同等地位的物理可观测量，因此其亦是构造和实现拓扑量子态的理想载体。
左右：无核的自旋-向列涡漩；中：奇异的自旋-向列涡旋
在这篇最新的研究工作中，作者在超冷玻色-爱因斯坦凝聚体中预言了一类新的低能拓扑量子物态---自旋-向列涡旋态。不同于传统的自旋涡旋，自旋-向列涡旋存在于一个由自旋矢量和向列张量联合张成的第二类SU(2)子空间之中，且随着系统参数改变亦可呈现出奇异（singular）或无核（coreless）的涡旋状态。在特定的情况下，这类涡旋受到一个特殊的Z2对称性保护从而呈现出整数的拓扑量子数。这一理论研究对凝聚态物理中挖掘和观测新的拓扑量子物态起到积极地指导作用。这项工作获得了国家自然科学基金的支持。
张云波教授主要从事超冷量子气体和低维量子磁性的理论研究，在分子磁体宏观量子效应，旋量玻色-爱因斯坦凝聚体拓扑性质，和一维冷原子气体可积与关联临界性质等方面取得有国际影响的重要结果，4次获得教育部和山西省科学技术奖。自2019年11月入职浙江理工大学以来，已在《物理评论》系列刊物发表3篇论文，组建计算物理研究团队，获批2021年国家基金面上项目。本成果是继前续系列工作的又一突破。论文链接：
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.195303
