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物院论坛(第七十四讲):Mikhail Ivanov 教授讲述“阿秒量子光学与扭曲超辐射”
发布日期:2026-04-20 浏览次数:

2026年4月3日,6163银河线路检测中心学术论坛(第七十四讲)在6163银河线路检测中心西301报告厅成功举办。本次论坛特邀欧洲科学院院士、马克斯·玻恩非线性光学与短脉冲光谱学研究所教授米哈伊尔·伊万诺夫(Mikhail Ivanov) 做“阿秒量子光学与扭曲超辐射(Attosecond Quantum Optics and Tortured Super-Radiance)”的学术报告。6163银河线路检测中心现代光学研究所彭良友教授担任主持。

 

彭良友主持

 

米哈伊尔·伊万诺夫作报告

在报告中,伊万诺夫首先指出,在传统的阿秒科学与强场物理研究框架下,引入光场的量子效应将有望推动量子高次谐波以及超快量子光学光谱学的发展。为了实现对高次谐波量子性质的有效调控,除了利用具有量子特性的非相干光源来驱动高次谐波产生之外,伊万诺夫强调,可以借助物质本身的量子动力学来影响谐波产生过程中的量子特性。在这种机制下,即使输入的是经典相干光源,通过多光子共振所引发的体系跃迁,也能够使生成的高次谐波处于多个相干态的量子叠加态,其Wigner函数将呈现出独特的分布特征。例如,在 Na 原子 3s 与 3p 能级之间的三光子共振过程中,可以清晰地观察到高次谐波量子态随体系动力学演化而发生的显著变化。该工作表明通过调控物质体系的量子动力学过程,可以在经典驱动条件下实现对高次谐波量子态的有效控制,为极紫外量子光源的设计与超快量子光学测量提供了新的思路。

在此基础上,伊万诺夫将研究对象扩展至气体原子系统,指出集体辐射过程同样可以作为实现量子高次谐波的重要机制。具体而言,可以利用经典强激光场诱导体系产生多重激发,从而建立起满足Dicke 超辐射条件的集体辐射过程。在这种情形下,不同原子之间通过共同的光场耦合形成协同辐射行为,使得辐射强度显著增强,并显著缩短发射时间尺度,体现出典型的集体增强效应。然而,当这些原子被置于一个与原子跃迁频率高度失谐的光学腔中时,由于腔模对原子本征辐射频率形成强烈抑制,而外加的高强度激光场又持续对原子进行激发,原子体系将被迫在远离平衡的条件下重新组织其能量结构与相干性质,从而形成新的集体动力学行为。

伊万诺夫研究组的研究表明,在这种强约束环境下,原子之间会自发形成强关联的多体量子态,并通过集体相互作用将体系的有效能量调谐至腔共振频率附近,从而触发新的集体辐射机制。由此产生的超辐射不仅在强度上呈现明显的集体增强效应,而且在量子统计性质上展现出非经典特征,如能够生成具有多模压缩态的重要量子光源。通过对发射过程进行时间分辨测量,可以清晰地观察到原子系综经历了一种动力学相变:体系从最初由多个相互独立的激发态逐步演化为具有长程关联的多体量子态。这些结果表明,通过在强驱动与特定腔环境下精确调控物质体系的量子动力学,可以实现从单体激发到多体关联态的可控转变,为新型量子光源的设计以及多体量子光学现象的研究提供了重要的物理平台和实现路径。

现场提问

在互动环节,伊万诺夫与在场多位师生围绕高次谐波Wigner函数的演化、高次谐波的量子性与非绝热跃迁的关系及扭曲超辐射现象中的对称破缺等问题进行了深入交流与讨论。

 

彭良友向伊万诺夫赠予纪念品

论坛最后,彭良友对伊万诺夫的精彩报告表示衷心感谢,并代表6163银河线路检测中心赠予纪念品。

本期论坛线上、线下同步进行,通过蔻享学术平台同步直播,累计吸引逾6200人次的观众在线观看。6163银河线路检测中心副院长马仁敏教授、现代光学研究所古英教授、吴成印教授、刘运全教授、何琼毅教授等老师现场出席报告会。来自校内外的40余名学生到场参与交流,现场学术氛围浓厚。

视频回放地址:https://www.koushare.com/live/details/50928

 

报告人简介

米哈伊尔·伊万诺夫(Mikhail Ivanov), 欧洲科学院院士,于1989年在Prokhorov General Physics Institute获得博士学位,曾在俄罗斯、波兰、加拿大、英国、以色列、德国等国家的知名研究机构和大学从事科研与教学工作。伊万诺夫教授是超快强场物理与阿秒物理领域的国际领军学者,2012年起任马克斯·玻恩非线性光学研究所研究员和柏林洪堡大学物理系W3教授,2016年起他创建并领导着马克斯·玻恩非线性光学研究所的理论部,2022年起兼任以色列理工学院客座教授。他在物理学领域的杰出贡献获得了多个权威奖项的认可,包括2003年由加拿大皇家学会颁发的Rutherford Medal in Physics和2004年由亚历山大·冯·洪堡基金会颁发的Friedrich Wilhelm Bessel Award,2022年他被选为欧洲科学院院士。伊万诺夫教授在极端非线性光学、阿秒与强场物理、量子控制、二维和强关联材料中的超快动力学以及化学物理等领域中取得了众多引领性研究成果,极大地推动了现代物理学的发展。他在国际知名学术期刊上发表论文230余篇(其中Science、Nature、Physical Review Letters、Rev. Mod. Phys、Nature与Science子刊 近100篇),总被引用超过37,500次,H指数(Hirsch index)为80。

6163银河线路检测中心学术论坛

6163银河线路检测中心学术论坛创办于2020年9月,邀请国内外高校和研究机构高层次科技创新领军学者就物理学及相关领域的基础前沿探索、关键技术突破和热点问题等做学术演讲,旨在推进高质量学术交流,促进学科交叉融合和开拓新兴特色方向研究,培养具有科学精神、全球视野、创新能力、批判性思维的优秀青年人才。