本报讯 中国科大潘建伟、苑震生、邓友金等与合作者在超冷原子量子模拟实验中，首次观测到对流超流相这一新奇量子物态，证实了对流的双组分超流体共同形成绝缘体的特性。相关成果近日发表在《自然·物理学》上。

在此项实验中，研究团队巧妙地设计制备了无缺陷低熵的双填充自旋莫特相初态，由此出发调控两种自旋原子之间的相互作用将体系绝热演化至对流超流相。使用团队开发的具备单原子自旋可分辨的量子气体显微镜技术，他们发现在对流超流相两种自旋的粒子数涨落变大，但是总粒子数的涨落依然很小，该现象说明两种自旋的原子在格点上存在粒子数涨落反关联。进一步的时间飞行测量显示，两种自旋间存在非零的对流超流关联函数，即对流超流相的关键实验证据。通过探测体系中原子之间的长程自旋关联，该研究估计出系统的温度低于1.2 nK，这为对流超流相的产生提供了重要的低温条件。

此项研究表明，超冷原子量子模拟方法为探索新奇物相提供了丰富的量子调控和观测手段，成为深入理解强关联量子多体物态中微观物理机制的重要工具。相关实验技术可拓展到三组分、多组分自旋超流体系的研究中，并进一步推动对大自旋原子形成的拓扑量子物态的实验研究。

中国科大郑永光博士（现为剑桥大学博士后研究员）和博士研究生骆安为论文共同第一作者。

（物理学院 合肥微尺度物质科学国家研究中心 中国科学院量子信息与量子科技创新研究院 科研部）