我校教育部二維材料光電科技實(shí)驗(yàn)室范滇元院士團(tuán)隊(duì)章禮富副教授課題組在Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou (FPUT)重現(xiàn)問(wèn)題的研究中取得重要進(jìn)展。研究成果以“Observation of Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou Recurrence and Its Exact Dynamics”為題，于2018年10月29日在物理學(xué)頂級(jí)期刊Physical Review X（影響因子14.385，中科院JCR 1區(qū)，TOP期刊）上在線(xiàn)發(fā)表深圳大學(xué)為第一完成單位及通信單位，這是我校首次在該期刊發(fā)表高水平論文。

Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou重現(xiàn)問(wèn)題是科學(xué)家們從1955年起就不斷嘗試解決的挑戰(zhàn)。該問(wèn)題是指某些非線(xiàn)性系統(tǒng)不會(huì)分散他們的能量，而是回到初始激發(fā)狀態(tài)。由于可積模型能夠精確預(yù)測(cè)重現(xiàn)行為，因此使得FPUT重現(xiàn)變得更加有趣，但是維持足夠長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的可積性所涉及的困難不允許進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。針對(duì)這一問(wèn)題，研究者們利用三波干涉產(chǎn)生具有周期性調(diào)制的光場(chǎng)，在光折變晶體（KTLN）中非線(xiàn)性傳輸，觀察到了三個(gè)周期的FPUT重現(xiàn)。通過(guò)調(diào)節(jié)初始輸入光場(chǎng)的相位和幅度，實(shí)現(xiàn)了FPUT重現(xiàn)行為的可控性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與非線(xiàn)性Schr?dinger方程的理論結(jié)果非常一致。研究結(jié)果是對(duì)統(tǒng)計(jì)力學(xué)和非線(xiàn)性波理論的一次前所未有的測(cè)試，同時(shí)該空間實(shí)驗(yàn)裝置為流體動(dòng)力學(xué)和非線(xiàn)性光學(xué)中的非線(xiàn)性不穩(wěn)定系統(tǒng)的控制和預(yù)測(cè)的未來(lái)發(fā)展提供了一個(gè)范式。

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目，深圳大學(xué)“荔園優(yōu)青”計(jì)劃，廣東省自然科學(xué)基金，深圳市孔雀計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：

https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.8.041017。