美国物理专业原子分子方向代表教授介绍
一、 超冷原子与量子气体
这是过去三十年AMO物理最活跃的领域,利用激光冷却和蒸发冷却技术,将原子气体冷却到接近good零度,研究其奇异的量子物态。
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Wolfgang Ketterle:2001年诺贝尔物理学奖得主,实现了玻色-爱因斯坦凝聚的先驱之一。目前研究旋量凝聚体、超冷分子、量子模拟。
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Martin Zwierlein:研究强相互作用费米气体,模拟凝聚态物理中的超导、超流现象,是量子模拟领域的领军人物。
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John Doyle:专注于超冷分子的研究和应用,如量子化学、新物理探测。
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Mikhail Lukin:量子光学与量子信息领域的巨人。研究基于里德堡原子、金刚石色心的量子计算、量子网络和精密测量。
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John M. Doyle(与MIT的John Doyle是同一人,但在哈佛也有任命):见上。
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Naomi Ginsberg:研究量子材料中的超快动力学和能量传输。
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科罗拉多大学博尔德分校/JILA
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Deborah S. Jin(已故):开拓性女物理学家,首次实现费米子气体的量子简并和费米子超流,是该领域的奠基人。
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Eric A. Cornell:2001年诺贝尔物理学奖得主,首次实现玻色-爱因斯坦凝聚。JILA资深研究员。
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Ana Maria Rey:理论物理学家,研究超冷原子和离子的量子多体物理、量子信息与计量学。
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Jun Ye:光钟和超冷分子研究的toptop,在精密测量和基本物理常数检验方面成就斐然。
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斯坦福大学
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Benjamin Lev:实验物理学家,专注于利用超冷原子和光镊阵列进行量子模拟,研究奇异量子物态。
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芝加哥大学
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Cheng Chin:实验物理学家,研究超冷原子和分子的量子少体与多体物理,接近good零度下的新物态。
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二、 量子光学与量子信息
利用光子、原子等系统来制备、操控和传输量子信息,是实现量子计算和量子网络的核心。
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加州理工学院
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Jeff Kimble:量子光学先驱,在腔量子电动力学、连续变量量子信息和量子网络方面有开创性工作。
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Oskar Painter:研究光力学和固态量子光学,将量子光学与纳米光子学结合。
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麻省理工学院
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Isaac Chuang:量子计算理论与实验的先驱之一,最早实现量子算法演示的科学家之一。
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Dirk Englund:研究固态量子系统,特别是金刚石色心和集成光子学用于量子网络和计算。
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哈佛大学
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Mikhail Lukin(同上):在基于原子和固态系统的量子信息处理方面是全球good。
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Hongkun Park:实验物理学家,研究单个分子和纳米结构的量子光学和电子学。
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三、 精密测量与基础物理检验
利用AMO技术进行超高精度的测量,以检验物理学基本定律、寻找新物理。
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加州大学伯克利分校
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Holger Müller:利用原子干涉仪精确测量精细结构常数,并探索引力量子化等基础问题。
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科罗拉多大学博尔德分校/JILA & NIST
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Jun Ye(同上):其光钟是世界上最精确的计时器之一,可用于检验广义相对论、探测暗物质等。
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David J. Wineland(前NIST,现已退休):2012年诺贝尔物理学奖得主,离子阱量子计算的先驱,在量子逻辑与精密测量上贡献巨大。
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西北大学
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Gerald Gabrielse:精确测量电子磁矩和质子/反质子性质,以检验标准模型和探索物质-反物质不对称性。
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四、 超快激光与阿秒科学
研究原子分子内电子运动的超快动力学,时间尺度达到阿秒(10^-18秒)。
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俄亥俄州立大学
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Louis DiMauro:实验物理学家,强场与阿秒物理领域的good,研究电子在强激光场中的运动。
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密歇根大学
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Marcos Dantus:超快激光光谱学top,研究化学反应的相干控制。
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堪萨斯州立大学
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Uwe Thumm:理论物理学家,研究强激光场与原子分子的相互作用,特别是电子动力学。
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五、 原子分子物理学中的理论与计算
为实验提供理论基础和新颖思想。
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哈佛大学
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Eugene Demler:理论凝聚态与AMO物理学家,在超冷原子量子模拟、多体物理理论方面贡献巨大。
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加州理工学院
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John Preskill:量子信息理论家,提出“噪声中等尺度量子”等关键概念。
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科罗拉多大学博尔德分校/JILA
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Ana Maria Rey(同上):理论与计算AMO物理的领军人物。
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选择建议与特点
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跨学科性极强:topAMO研究者往往与凝聚态物理、量子信息科学、化学甚至天体物理深度交叉。例如,Mikhail Lukin 的工作横跨量子光学、凝聚态物理和计算机科学。
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大团队模式常见:很多著名实验室(如Ketterle、Zwierlein、Ye的实验室)规模较大,设施先进,学生能在其中获得全面的训练。
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理论与实验紧密结合:美国的AMO领域,理论与实验组的合作非常紧密,如JILA就是理论与实验完美结合的典范机构。
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关注年轻一代:除了上述已成名的巨匠,许多40岁左右的教授(如芝加哥大学的Cheng Chin,斯坦福大学的Benjamin Lev,MIT的Martin Zwierlein虽年长一些但仍是中生代good)正处在创造力最旺盛的时期,是攻读博士学位或博士后的绝佳选择。
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国家实验室的角色:除了JILA(NIST与科罗拉多大学合办),阿贡国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室等也有强大的AMO研究团队,特别是在光源(如自由电子激光)应用方面。
建议:在选校和选择导师时,应仔细阅读教授课题组近期发表的论文,了解其最活跃的研究方向。AMO物理进展迅速,很多新颖的idea往往来自相对年轻的教授。
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