近日，南开大学物理科学学院2023级伯苓班本科生周蒋麟和傅邹晨，在陈景灵教授的指导下，在量子物理研究方面取得重要进展，首次从理论上提出并系统阐述了“电类型斯特恩-格拉赫效应”，将自旋偏转效应从磁场拓展至电场领域，为自旋操控与自旋探测提供了全新思路。相关研究成果以快讯的形式发表于《中国物理B》。
斯特恩-格拉赫（Stern-Gerlach）实验是量子物理的奠基性实验之一，其通过非均匀磁场使银原子束发生自旋依赖的偏转，直接证实了电子自旋的量子化特性。然而，该效应始终局限于“磁类型”范畴。本研究团队通过求解带有电势垒的狄拉克方程，发现当狄拉克粒子（如电子）入射至一维电势垒时，其反射波与透射波会出现显著的空间偏移，偏移大小与方向不仅依赖入射角度，更取决于粒子的自旋方向。研究指出，该“电型斯特恩-格拉赫效应”是一种纯相对论效应，在非相对论极限下将会消失。偏移量级约为康普顿波长，且当自旋方向反转时，偏移方向也随之反转，清晰体现了自旋与电场的耦合作用。该工作不仅拓展了斯特恩-格拉赫效应的家族，揭示了自旋在电场中新的耦合行为，也为理解自旋—轨道耦合、自旋霍尔效应等相关物理现象提供了新的视角。
本工作以南开大学为第一完成单位，周蒋麟为第一作者，得到了国家自然科学基金项目的支持。
相关论文信息：https://doi.org/10.1088/1674-1056/ae111e
