李有泉于兰州大学物理系先后获学士学位(1983)、硕士学位(1986)、博士学位(1989)。1990.12-1992.12浙江大学博士后。现任职于浙江大学理学院物理系浙江近代物理中心。主持完成国家级和省部级自然科学基金项目及国际交流与合作项目共八项、教育部跨世纪人才基金、优秀青年基金项目、国家杰出青年基金各一项。先后获得了中国高校自然科学一等奖国家自然科学二等奖第八届中国青年科技奖

 1989.7-1990.11于烟台大学任教。1993年以来于浙江大学任教。1996年6月晋升教授、1997春聘为博士生导师。1996年6至9月意大利ICTP学术访问。1997年瑞士联邦理工ETH-L客座教授。1997年12至1998年3月赴美国辛辛那提大学合作研究。1999年5月至2001年7月德国奥格斯堡大学客座教授、洪堡学者(Alexander von Humboldt fellow), 2002年1-3月赴香港中文大学合作研究,2004年4-5月赴香港大学合作研究

2001年9月起被教育部聘为长江学者奖励计划特聘教授。2002年获浙江省优秀教师称号。2003年分别获得国家“五一”劳动奖章,国家六部委颁发的留学回国人员优秀成就奖章和浙江省劳动模范奖章。2004年获浙江省有突出贡献的中青年科技人员称号。所指导的博士生获得2005年全国优秀百篇博士论文奖。入选2006年新世纪百千万人才工程国家级人选。

1990至1994为中科院理论物理研究所客座;1994年至2001年为意大利国际理论物理中心正规协联成员(Regular Associate);英国剑桥国际传记中心顾问、美国《Physical Review Letters》及《Physical Review B》特约评审人、《Mathematical Review》特邀评论员,《Frontiers of Physics in China》编委,《科学通报》特约编辑。  

 

近期主要研究领域

量子场论对称性与凝聚态物理相关问题--关联系统和介观体系物理的理论研究  

 

主要学术成绩简介

在国际学术会议报告多次、在青年科学家论坛等全国性学术会议报告多次。以国际一学术流刊物为主,发表论文一百一十余篇,其中多篇论文引起国内外同行关注或被多次引用,有些研究成果在学术专著和《Science》上的综述文章中有专门介绍。

量子介观电路理论:提出电荷离散的介观电路量子理论并给出电荷-电流测不准关系和最小测不准波包。推出LC回路的Mathieu方程。用纯L回路观点导出介观环上持续流的公式。用纯C回路解释了库仑阻塞。发现耦合介观电路中有非对易几何结构。

轨道简并关联系统:提出轨道简并自旋系统的SU(4)理论,研究了自旋系统在有轨道自由度时的对称性及物理特性。指出在许多二维格点上,基态不具有长程序,这将有助于解释在LiNiO2中观察到的自旋液体特性。对一维模型用非微扰方法研究了基态和低激发态特性。解出准粒子色散关系和激发谱,并描绘了相应的直观图象。揭示了二重简并电子系统的基础对称性和隐藏的电荷对称性。证明在半满时等价与SO(6) 海森堡模型,在1/4填充时等价与SU(4) 海森堡模型。分析了由各向异性耦合及外场引起的各种可能的对称破缺。解出一维激发态准粒子色散关系。把关于自旋1/2海森堡模型的LSM定理成功推广到与其它凝聚态模型有关的高阶对称群的情形。引入了3个Landè g因子,并系统地讨论了各种对称破缺。用LSM方法研究了4分量的Hubbard-like模型中基态和激发态的性质,严格地证明了该模型中基态是非简并的,而激发态的所有能带填充是无能隙的。

量子有序现象及其表征: 运用t-J模型研究了铜氧化物超导体中共振共价态电荷序问题。用重整化平均场理论估算电荷序存在时的能量。长程库仑作用势使电荷趋向密度分布不均匀导致稳定的电荷序共振共价态可以存在。讨论了它和近期铜氧化物高温超导体遂穿电导实验中观察到的4×4棋盘格子的可能联系。 在量子纠缠以及量子相变方面, 我们研究了扩展Hubbard模型中的局域纠缠问题。结果表明,在相变发生的临界点,局域纠缠达到最大或者出现奇异性。对于传统的Hubbard模型,临界点的标度行为表明局域纠缠是U的解析函数。我们还研究了局域纠缠对填充因子的依赖性。当填充因子为2/3或者1时,局域纠缠最大。在强耦合极限下,1/3填充具有最大局域纠缠,这表明具有最大对称性的基态拥有最大局域纠缠。这项工作第一次显示了纠缠能被用于确定费米子系统中的量子相变。通过应用李代数An的基本表示,提出了concurrence向量,以此提供一个清晰的判据来评价任意维双系统的纠缠。研究了concurrence C与SUq(2)代数的关系,XXZ模型在零K时的量子相变和关联长度ξ的依赖性. 结果表明,在临界点附近有C=C0-ξ/2。对不同尺度的系统,有一个关于关联长度ξ的普适标度函数C。研究了双qutrit系统的纠缠,如Lipkin-Meshkov-Glick模型等。氢原子中精细相互作用下外层电子和原子核间的热力学纠缠以及冷锂原子气中电子和核之间的纠缠,锂原子在超精细相互作用下的基态纠缠和热纠缠。

自旋电子学理论基础:我们给出了SU(2)×U(1)规范理论下统一的自旋与电荷流的定义式。在自旋轨道耦合下,自旋流并不守恒,而是在协变形式下满足流守恒方程。同时,轨道自旋流在电磁场中也不守恒。我们还得到了由SU(2)规范场提供的与自旋相关的力。 对于自旋输运中的的线性响应问题,我们研究了对非阿贝尔场的Kubo公式。结果表明,SU(2)流的不守恒部分保证了两种不同规范下的自恰性。在具有平方色散关系的系统中,对于SU(2)外场响应的自旋流为零。我们得出的Kubo公式可以推广到高自旋表示,如应用于研究双层自旋霍尔效应以及Luttinger 模型中的自旋霍尔效应。 应用Schwinger-boson平均场方法,我们研究了各项异性自旋环中由SU(2)磁通诱导的持续自旋流问题。各项异性有助于增强持续自旋流。对于二维电子系统中自旋霍尔电导在杂质存在下是否为零的争论,我们研究了磁性杂质下的自旋霍尔电导。应用Kubo线性响应理论并考虑顶角修正,我们发现自旋霍尔电导不为零,并且依赖于动量弛豫时间、自旋轨道劈裂和各项异性系数。在净极限下,自旋霍尔电导的取值范围为e/8–e/6。此外,我们还研究了准一维气体模型中不同程度的混沌对热载流子扩散及热传导行为的影响。数值计算验证了导热系数和扩散系数的指数之间满足一定的关系。并讨论了不同程度的混沌时温度曲线受有限尺度效应的影响。

  玻色系统的量子效应:

随着玻色-爱因斯坦凝聚研究的蓬勃发展,我们对有δ函数形式排斥作用的一维多分量玻色系统展开了深入研究。用Bethe-ansatz和量子反散射方法,考虑SU(2)内部自由度的情况,首次发现二分量玻色子系统的基态为赝自旋铁磁态,并确定激发态有三类准粒子。求出二分量玻色格点模型的强耦合等效模型为铁磁Heisenberg 模型并给出其自旋波激发形式;提出二分量玻色系统的铁磁基态可完全来源于动力学驱动。进一步研究了SU(3)玻色子模型,玻色及玻色-费米混合模型的基态和激发态的特点。我们把自旋1/2 bond operators推广到自旋s≥1的情况。用Lieb-Schultz- Mattis方法研究了4分量的Hubbard-like模型中基态和激发态的性质,严格地证明了该模型中基态是非简并的,而激发态的所有能带填充是无能隙的。 我们研究了非简谐势中快速旋转的BEC中一些与涡旋态有关的现象,证明了所研究的体系中能够形成带多个单位角动量的涡旋,结果很好地解释了实验中所呈现出的令人迷惑的现象;首次研究了外加电场对快速旋转BEC的影响,发现外加电场不仅会使体系变得更加稳定,还会使涡旋格点和粒子数密度分布发生平移。我们研究了光诱导的非阿贝尔规范势在冷原子中的效应,指出振幅随时间和空间变化的激光能够直接同时诱导非阿贝尔规范矢势和标势。以快速旋转的BEC体系为例,研究了该规范势对Landau能级的性质和旋转BEC的基态相图的影响。我们研究了双原子体系中原子-分子转化的问题。研究结果表明,Feshbach共振协助的受激Raman绝热通道(STIRAP)技术能有效地将玻色-费米混合物转化为分子而单纯的Feshbach共振技术则不能。我们还用该技术研究了将处在不同自旋态上的费米混合物转化到分子的问题。通过引入相干布局数囚禁(CPT)态的保真度,我们阐明了原子-分子的转化率与体系绝热演化性质之间的联系。此外,我们研究了双势阱中不可区分的两分量BEC体系的动力学问题。我们讨论了该体系的各类不动点的存在情况及其稳定性,并从两种典型的基态出发,研究了体系的绝热演化性质,发现不同分量粒子间的相互作用会影响粒子在两个阱中的布局数,这些结果有望对实验上如何操纵BEC的粒子数分布提供参考。 

与生物物质模型相关的交叉课题:我们研究了溶液环境对蛋白质折叠的影响及蛋白质集聚时类疯牛病蛋白折叠行为。我们引入溶液环境的影响来研究蛋白质结构的可设计度问题。采用了简化的HP格点模型。研究表明,当引入溶液环境的影响时,不同蛋白质序列的能隙将沿不同的方式变化,特别是,在没有溶液环境影响下具有较高能隙的序列,在引入环境影响时其能隙增加的更迅速,从而使其更稳定地处于基态。 另一方面,研究了受电场驱动二维胶体(衬底上随机分布钉杂)的动力学相,给出了相图。研究了螺旋波在极化电场下的漂移行为。数值模拟结果显示螺旋的漂移速度可以通过改变电场的极化形式来控制。当极化电场为圆偏振并且旋转方向与螺旋波方向相同时,漂移速度最大。反之,电场则将抑制漂移。基于弱形变近似的解析结果与数值结果一致。

非线性系统及数学物理前沿课题等(略) ->more

李有泉论著分类列表 论著总列表 学术会议报告列表