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홍콩, 홍콩 과학기술 대학교(Hong Kong University of Science and Technology) 연구팀이 초저온 원자 구성된 위상 물질의 세계 최초의 3D 시뮬레이션을 구현하는데 성공함.

기존의 원자 대역 위상은 특성화시 2D 이하의 낮은 차원에서만 구현이 가능했음. 그러나 이번 연구로 구현된 인공 격자 구조는 3D 스핀-궤도 결합 노달 라인(nodal-line: 물체가 어떠한 고유 진동수에서 움직이지 않는 node를 이은 선) 위상 준금속으로 이루어져 있고, 불시로 자기 그룹 대칭이 나타나며, 연구진은 원자 스핀과 원자 운동의 방향을 연관시킴. 이러한 대칭성을 통해 연구진은 대칭 평면에서 2D 스핀 패턴을 이미징하여 3D 대역 위상를 해결할 수 있으며 실험에서 3D 위상 준금속을 더욱 성공적으로 관찰함.

복잡한 위상적 재료를 3D로 탐색 할 수 있는 새로운 가능성을 보여 주며 양자 시뮬레이션을 위한 유용한 플랫폼을 제공할 것으로 기대되며, 극저온 원자에서 다양한 위상의 물질들을 분석하는 것이 가능할 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Nature Physics’ 지에 게재됨