1、.王如泉奮戰(zhàn)在原子物理前沿的青年學(xué)者“我們的超冷分子實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)是最先進(jìn)的，王如泉充滿自信地說，“物理所的裝置具有國際上唯一的高效磁轉(zhuǎn)移裝置，為將來超冷分子的實(shí)驗(yàn)提供了最好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。王如泉小組于2019年年初成功實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)第一個鈉23的BEC，107個BEC原子數(shù)和80秒的BEC壽命都處于國際頂尖程度；同樣在2019年成功實(shí)現(xiàn)了8fT/Hz的單通道磁場測量靈敏度，處于國內(nèi)頂尖和國際一流程度。作為一名青年科研工作者，他的人生軌跡和奮斗經(jīng)歷，佐證了“天才出于勤奮的名言。“2019年我畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)試點(diǎn)班，這個由少年班學(xué)院組建的班級，由科大本科生中的尖子生組成，在教學(xué)上按照數(shù)學(xué)系和物理系的

2、標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)展本科根底課教學(xué)，他說，如此的學(xué)習(xí)經(jīng)歷為將來的研究工作打下堅(jiān)實(shí)的數(shù)理根底。大學(xué)畢業(yè)后，王如泉拿到了美國耶魯大學(xué)的獎學(xué)金，進(jìn)入耶魯大學(xué)物理系讀博士。博士期間，師從Mark Kasevich教授從事冷原子物理研究。“Kasevich 教授是2019年諾貝爾物理獎獲得者朱棣文教授最出色的學(xué)生之一。朱棣文獲得諾貝爾獎的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)，原子噴泉就是由Kasevich在斯坦福大學(xué)讀博士期間完成的，而這一實(shí)驗(yàn)也成為當(dāng)代最精細(xì)的原子鐘原子噴泉鐘的原型。Kasevich教授在原子干預(yù)儀領(lǐng)域做出了突出奉獻(xiàn)，他創(chuàng)立的基于原子干預(yù)儀的超高靈敏度重力儀和陀螺儀已經(jīng)成為相應(yīng)領(lǐng)域靈敏度最高的儀器，受到美國軍方DARPA工

3、程的高度關(guān)注和支持。而Kasevich教授的原子干預(yù)儀方案也成為當(dāng)今各國原子干預(yù)儀方案的標(biāo)準(zhǔn)。王如泉深深崇敬自己的老師。在耶魯，Kasevich教授為王如泉選擇的方向是玻色愛因斯坦凝聚BEC。BEC是冷原子物理中的頂級難度的實(shí)驗(yàn)，于2019年首次由美國國家標(biāo)準(zhǔn)局和麻省理工學(xué)院的小組在銣87和鈉23中實(shí)現(xiàn)，很快于2019年就獲得諾貝爾物理獎。而王如泉選擇的鋰7原子的BEC又是BEC領(lǐng)域中最難的實(shí)驗(yàn)之一。由于鋰7原子物理特性的缺陷，當(dāng)時的世界上只有美國Rice大學(xué)和法國巴黎高等師范大學(xué)的兩個實(shí)驗(yàn)室在付出了宏大的代價后實(shí)現(xiàn)?！盀槔斫鉀Q實(shí)驗(yàn)上的難題，我在國際上獨(dú)創(chuàng)了mini磁阱這一重要技術(shù)，mini磁

4、阱將傳統(tǒng)磁阱的功耗降低了3個數(shù)量級，使用不到10瓦的功耗，就獲得了其它實(shí)驗(yàn)室需要幾十千瓦才能獲得的性能，從而完美地解決了鋰7原子BEC實(shí)驗(yàn)的困難，成功地實(shí)現(xiàn)了國際上第三個鋰7的BEC。同時，mini磁阱由于其強(qiáng)大的性能和極低的功耗，還是空間站超冷原子實(shí)驗(yàn)的理想選擇。王如泉說，他的優(yōu)異表現(xiàn)贏得了老師的贊賞，成為了他最欣賞的學(xué)生之一。2019年，王如泉決然回到中國科學(xué)院物理研究所工作。2019年1月，他成功地實(shí)現(xiàn)了物理所的第一個BEC，也是國內(nèi)第5個BEC。物理所的BEC是國內(nèi)第一臺采用了全套自制的激光和真空系統(tǒng)的BEC，為超冷原子相關(guān)技術(shù)國產(chǎn)化積累了豐富的經(jīng)歷?！巴瑫r，物理所的BEC大大進(jìn)步了單

5、真空腔BEC裝置的性能，實(shí)現(xiàn)的105的BEC原子數(shù)分別比美國斯坦福大學(xué)和美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的單腔BEC進(jìn)步了1到2個數(shù)量級。單腔BEC由于其更為簡單的真空和光路系統(tǒng)，為BEC實(shí)驗(yàn)的普及提供了良好的根底。王如泉說。由于王如泉在中國科學(xué)院物理研究所兢兢業(yè)業(yè)、開拓進(jìn)取，他很快就獲得了物理所科技新人獎?！俺浞肿友芯渴墙陙碓臃肿游锢硌芯康那把仡I(lǐng)域，分子的固有電偶極矩為量子操控提供了重要的手段，是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的理想物理系統(tǒng)。但是，分子由于其非常復(fù)雜的能級構(gòu)造，很難實(shí)現(xiàn)激光冷卻，從而使分子的量子簡并一直沒有實(shí)現(xiàn)。 王如泉瞄準(zhǔn)了這一前沿領(lǐng)域。2019年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的葉軍教授和D.S.Jin教授合作，利用

6、超冷的銣87原子和鉀40原子合成了基態(tài)的鉀銣分子，并得到了超冷的鉀銣分子氣體。但是，由于鉀銣分子的穩(wěn)定性問題，進(jìn)一步的蒸發(fā)冷卻一直未能實(shí)現(xiàn)。人們很快注意到，假如選擇鈉23原子和鉀40原子，就可以抑制這一困難。目前，有美國麻省理工學(xué)院，德國馬克思普朗克研究所等多家國際一流大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)在這一方案上努力，有望在幾年之內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一原子分子物理領(lǐng)域的里程碑式的工作?！拔覀冃〗M也參加了這一研究方向，并于2019年年初成功實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)第一個鈉23的BEC，107個BEC原子數(shù)和80秒的BEC壽命都處于國際頂尖程度。 王如泉很快獲得了打破。2019年，美國普林斯頓大學(xué)Romalis小組在激光泵浦原子磁力儀領(lǐng)域獲得了重要打破。他們利用無自旋碰撞遲豫機(jī)制SERF，將傳統(tǒng)的光泵原子磁力儀的靈敏度進(jìn)步了2個數(shù)量級，和超導(dǎo)量子干預(yù)器件SQUID一起，成為靈敏度最高的磁場計(jì)。鑒于超高靈敏度磁場計(jì)在反潛、探礦和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要應(yīng)用價值，王如泉小組是國內(nèi)最早跟蹤此方向的小組。在極為有限的經(jīng)費(fèi)和人員支持根底上，經(jīng)過幾年努力，他們在2019年成功實(shí)現(xiàn)了8fT/Hz的單通道磁場測量靈敏度，到達(dá)了普里