在国家自然科学基金等项目的资助下，中山大学物理与天文学院教授罗乐、副教授李佳明团队在锂-6超冷费米气体中，精确测量并证实了p波费什巴赫共振中由自旋-轨道作用导致的偶极分裂反转现象。相关成果近日发表于《物理评论快报》（Physics Review Letters）。

p波轨道中自旋依赖的偶极-偶极相互作用示意图。研究团队供图

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超冷原子的量子散射是原子物理的前沿研究领域。与各向同性的s波不同，携带轨道角动量的p波散射呈各向异性，是冷原子体系中实现拓扑量子物态的关键因素。然而，精确测量p波共振极具挑战，通常需要对磁场环境进行百万分之一精度的调控。

研究人员经过多年探索成功研发出高精度磁场控制与噪声抑制技术，将超冷原子所处约几百高斯磁场的噪声抑制至0.0001高斯量级。在此基础上，利用高分辨率原子损失谱方法，对锂-6超冷费米气体中的p波费什巴赫共振进行了细致扫描，在185高斯附近解析出间距仅3.5±0.1毫高斯的双峰结构。分子动量谱实验进一步揭示，p波相互作用中不同分子轨道的能级顺序强烈依赖于自旋构型，轨道-自旋的耦合方式形成了四种不同的共振能量。

该研究结果揭示了自旋混合锂-6超冷费米气体中p波相互作用的微小结构，并发现全新的相互作用调控维度，对拓扑量子材料和量子模拟具有重要意义。

相关论文信息：https://doi.org/10.1103/5nns-xkt4