3月17日，北京师范大学郭文安教授与他的合作者在《Science》 上发表了题为《Quantum criticality with two length scales》的研究论文。作为理论物理国家重点实验室开放课题“Bose-Hubbard 模型量子相变的数值研究”的项目负责人，郭文安教授课题组的该项研究工作得到了理论物理国家重点实验室的大力资助， 是实验室在合作研究方面取得的重要进展之一，该项开放课题的所内合作者为陈晓松研究员。 4月1日， 郭文安教授应邀在理论物理所做了题为“Quantum criticality with two length scales”的Colloquium报告，详细介绍了该项工作，并对实验室开放课题的支持表示由衷的感谢，他说道：“当时真的特别困难，没有申请到经费， 实验室开放课题的支持和实验室计算平台对于开展这项研究工作非常重要”。 

    该项研究工作介绍了量子相变是形成新材料的重要机制，对量子相变的研究是统计物理和凝聚态物理研究的前沿。通过量子力学的路径积分表示，传统的量子相变理论建立在朗道-金兹堡-威尔逊理论框架上，并取得了很大的成功。然而这样的理论无法描述一些重要的量子相变，比如发生在两个不同有序态之间的连续相变。为此，人们发展了去禁闭量子临界性理论(Deconfined quantum criticality theory)，其核心是具有分数量子数的准粒子的去禁闭。这一理论不仅在统计物理，凝聚态理论方面有重要意义，也对人们理解夸克禁闭，演生规范场以及玻色希格斯粒子机制有重要价值。然而，大量的研究发现,具体实现这一新机制的几乎所有模型中,都存在违背基本标度律的现象，这导致去禁闭机制受到怀疑。郭文安教授课题组通过数值模拟直接证实了分数激发粒子的去禁闭行为，更为重要的是他们发展了新的含有两个尺度的标度理论，并通过量子蒙特卡洛模拟，证实了这一标度理论，从而彻底解决了过往研究发现的标度困难。特别重要的是，这一标度理论对低温实验产生重要影响。 

    郭文安教授和合作者的发现可能在更多具有多尺度的强关联系统中应用，甚至帮助解开高温超导问题中标度行为的谜团。 

    原文链接：http://science.sciencemag.org/content/early/2016/03/16/science.aad5007