近日，西北大学现代物理研究所杨涛教授研究团队与合作者在利用超冷原子气体操纵和制备新奇量子态的机制研究方面取得新进展，为理解自旋-轨道耦合（SOC）、Floquet调控以及里德伯缀饰等前沿物理机制提供了新的视角。
超冷原子相关研究示意图（AI生成）
研究1：如何利用周期性驱动（即Floquet调控）来控制自旋-轨道耦合（SOC）玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的调制不稳定性。
研究团队发现，通过对塞曼劈裂进行周期性“节拍式”调制，可以像调节收音机频率一样，精确调控自旋-轨道耦合的强度。这一机制在系统中创造了稳定与不稳定状态交替出现的“窗口”，实现了对量子系统行为的动态控制。数值模拟不仅验证了理论预测，还揭示了呼吸驻波、条状孤子等丰富多彩的非线性现象。
研究2：里德伯缀饰相互作用与Rashba型自旋-轨道耦合在双分量BEC中的相互作用。
研究团队发现，在里德伯缀饰与自旋-轨道耦合的共同作用下，量子流体中可以“生长”出丰富多样的拓扑结构。这一切由一个关键的无量纲数 ξ 决定。随着 ξ 的变化，原子会分别占据动量空间中的不同点位，从而在实空间中形成具有不同旋转对称性的涡旋晶格。当 ξ 足够大、里德伯相互作用足够强时，系统中会产生由径向量子数表征的特殊高阶涡旋，这种结构此前只在光学系统中被观测到。
里德伯缀饰与Rashba-SOC作用的双分量BEC中的新奇量子态
研究成果在国际权威期刊Chaos, Solitons and Fractals上连续发表两篇论文，博士生焦宸、陈思霖分别为两篇论文的第一作者，杨涛教授为论文的通讯作者。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.chaos.2025.116315
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.chaos.2026.118172
Chaos, Solitons and Fractals是享誉国际的非线性科学跨学科期刊，在数学和物理学领域均位列JCR Q1区，在数学物理领域收录的61种SCI期刊中位列第一，以发表关于复杂系统和涌现现象的高影响力研究而著称。
西北大学理论物理学科建设有国家基金委彭桓武高能基础理论研究中心、陕西省理论物理前沿重点实验室、陕西省基础学科（量子物理学）研究中心等科技创新平台，在量子场论与宇宙学、可积系统与非线性问题、电子结构理论与计算、量子信息基础理论等方面具有深厚的研究基础，并取得了一系列创新性研究成果。