苏中校友本科阶段在顶级物理期刊《物理评论A》发表论文

基础学科

既是发现世界规律的利剑

又是高新技术应用的源泉

作为“人才强国”战略的重要环节

“强基计划”掀起了青年学子

投身基础学科，锻造科学精神的热情

苏州中学始终重视

基础学科的人才培养

在数理拔尖课程基地的培养下

苏中学子在理科竞赛

科学创新大赛、北大A计划

英才计划等项目中均表现抢眼

日前在北京大学物理学院

官方微信公众号上

我们发现了一个熟悉的身影

曾获得第19届亚洲物理学

奥林匹克竞赛中金牌的

苏中2018届校友刘金禹

在北京大学肖云峰教授的指导下

作为第一作者在顶级物理期刊

《物理评论A》（Physical Review A）

发表研究成果

“多个近简并机械模式的基态冷却”

（Ground-state cooling of 

multiple near-degenerate mechanical modes）

据专家介绍，以本科生身份

在顶级学术期刊发表论文实属难得

让我们一起来看看

北大物理学院官微

对研究成果的介绍

光力系统作为连接宏观与微观的桥梁，是研究宏观量子性质的重要平台[Nature 556, 478(2018)]，在量子信息处理[Phys. Rev. Lett. 109, 013603 (2012)]，精密传感[Nat. Commun. 12, 4124 (2021)]等领域有广泛应。而这些应用的前提，就是将系统中的机械模式冷却到基态[Nature 475, 359 (2011); Science 372, 1333 (2021)]。但是，对于近简并多模系统，冷却过程中会产生与光学模式脱耦的暗态，导致无法进一步冷却 [Phys. Rev. A 99, 023826 (2019); New J. Phys. 10, 095009 (2008)]。因此在近简并光力系统中打破暗态，从而实现多个机械模式的同时基态冷却，是一个亟待解决的重要问题。这篇工作提出了使用多个光学模式参与冷却，提供多个不同的耗散通道，从而消除机械暗态的机制。

刘金禹在肖云峰教授的指导下，与刘文静研究员合作，解析地计算了存在多个光学模式与机械模式时的光力冷却极限，由此从理论上证明了引入多个光学模式可以打破机械模式暗态，实现基态冷却；通过数值模拟声子数在冷却过程中的时间演化，给出了冷却效果最优时的参数关系；并进一步联系实际体系，设计实现了氮化硅薄膜上三个简并的机械模式的基态冷却的实验方案。刘金禹同学完成了解析模型推导、数值模拟及实验方案设计的工作，相关结果均展示在文章正文中。

与基于非互易与在频域区分机械模式的方案相比，基于耦合性质区分机械模式打破暗态的方案，与其他冷却方案有更好的兼容性，在拓展到大量机械模式时具有更低的复杂度，为近简并多模光力系统的冷却提供了新的思路。

进行数值模拟的多模光力系统示意图

依次引入多个光学模式时的声子数变化

刘金禹学长寄语作为一个已经本科毕业的老学长，我在这里提出的期待不一定适应你们高考的需要。但是，长远来看，如果希望投身科学研究，学习就不应该拘泥于高考的需求，甚至不被任何确定的目标限制。当你对一个领域产生兴趣，就应该尽自己所能吸收其中的成果，而不是在学习时患得患失，纠结它是否有用。因为，实际研究时，总会有无法预料的问题出现，而解决他们需要的知识同样是无法预料的，甚至是未知的。许多技巧，也许你暂时想象不到自己使用它的场景，需要它的场景却也会在你想象不到的时候出现。只有用足够多的知识武装自己，才不会被科研中随时出现的意外困难打垮。

当然，高中生还是要考虑升学的问题，要在短期目标与长期目标之间合理分配时间，以心仪大学的通知书为自己的理想铺平道路。作为一个折中，可以稍微尝试一下自己喜爱学科的竞赛，可以较为合适地兼顾两者，也给自己一个审视理想的机会。科研的道路并不适合每一个人，每一个人都应该做出属于自己的选择。

这是2020年12月

得知欧阳霄宇同学

获得国际物理奥林匹克竞赛（IPhO）金牌

卫新校长、朱浩老师一行

临时赶赴北京大学

参加闭幕式

刘金禹同学得知学弟获得佳绩

第一个赶到现场祝贺

他们是沉浸在科学海洋的苏中人

品味数字与公式的美感力量

追寻感性与理性的思想交汇

他们也是有情有义的苏中人

开创、引领、鼓励、陪伴

成为榜样，成为光亮

愿更多苏中学子

夯实基础，为国强基

2018年刘金禹获得金牌回归

班级同学在校门口欢迎祝贺

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