孙昌璞研究员（中）在办公室指导学生
Berry
几何位相的发现是二十世纪末量子物理的最重要进展之一。由此人们正确地推广了玻恩-奥本海默近似，建立了一个包含Berry
位相诱导规范场的全量子的绝热近似理论。它把相互作用系统的快、慢自由度绝热的分离，使得快变部分对慢变部分提供一个有效矢量势——诱导规范场势。
在国家自然科学基金的持续资助下，中国科学院理论物理研究所孙昌璞研究员多年来在量子绝热近似和诱导规范场的理论方面开展了一系列的研究，并应用到量子操纵和量子信息，取得了如下重要的发现和突破性进展：
1、1990年孙昌璞等人把非均匀场中空间运动视为慢变、自旋运动视为快变，进行玻恩-奥本海默近似。他们发现空间慢变自由度会经历一个绝热诱导的矢量势——诱导规范场，当时已有的
Bitter-Dubbers实验就是其Aharonov-Bohm效应的直接结果。这个研究纠正了此前诱导规范场没有直接可观察效应的流行看法。近几年，由于人们在磁约束冷原子实验方面取得重要进展，人们对孙昌璞十几年前的这个工作又重新关注起来。
2、2004年开始，基于前期工作基础，孙昌璞和瑞士巴塞尔大学的科学家们（其中一位李勇博士曾经是孙昌璞的学生）合作，提出了利用诱导规范场的斯特恩-盖拉赫效应分离手性分子的重要物理方案。他们建议用三束激光照射手性分子系综，其中两束激光对“左旋”与“右旋”两种异构体引起相同强度的拉比振荡。由于第三束则使两种异构体的振荡产生180度的相位差，诱导规范场的作用会引起分子束飞行按手性偏转，从而达到分离的目的。
3.孙昌璞和合作者（包括他以前的学生张
博士）提出了磁阱中波色-爱因斯坦凝聚原子涡旋态（Vortex）的斯特恩-盖拉赫分离方案。通过对多分量冷原子体系基态的变分计算，他们证明轴对称势阱中凝聚的中性原子的自旋和轨道角动量，满足由诱导规范场决定的约束条件。在另外一个非均匀的外磁场中，自旋状态分裂会导致空间轨道角动量态的分离。由于空间轨道角动量态表征了具有拓扑特征的涡旋，
他们的发现意味着不同的诱导规范场会使涡旋态有不同的斯特恩-盖拉赫分离方式。
上述研究结果对于量子态操纵（如手性分子分离）和量子信息的应用具有重要的科学意义。例如，手性分子存在着“左旋”与“右旋”两种异构体，其分离在医药工业有重大意义，因为只有正确的手性结构才有医药生物效应，而相反的手性异构体则往往具有毒性。所以手性分子分离一直是该领域探索的重大课题。其中后两项成果分别发表在2007年《物理评论快报》的两篇文章中（Phys.Rev.Lett.99,
130403和Phys.Rev.Lett.98,
030403）。其中关于手性分子分离的工作，英国《物理世界》以Headline
News的方式进行了报道和评论，认为是对量子力学中著名的、用磁场按自旋分离原子的斯特恩-盖拉赫效应的重要推广。《物理世界》新闻还指出，该理论预言的证实是对分子物理实验科学的重大挑战课题。
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