作为博彩论坛 一百二十周年校庆系列活动，博彩论坛 启动品牌系列讲座“南高师·格物云讲堂”，邀请国内外中青年杰出物理学家主讲。2022年12月16日，电子科技大学严鹏教授在腾讯会议、蔻享直播会议室开讲，作了题为“自旋波频率梳与彭罗斯超辐射”的学术报告。物科院教师、本科生、研究生及蔻享在线观众，共计800余人参加了本次报告会。

频率梳是指一系列离散的、等频率间隔的如梳子形状的光谱。光学频率梳就像一把“光尺”，能够对频率实现极其精确的测量，它促进了激光光谱学、阿秒激光物理等学科的发展，在基本物理学常数的精确测量、全球定位系统精度的提高、化学反应的追踪、疾病诊断等方面有着重要的应用。光频梳技术的发明被广泛认为是精密测量历史上具有革命意义的进展，因此获得了2005年的诺贝尔物理学奖。在本次报告中，严教授介绍了其团队基于自旋波的频率梳现象的研究成果。非线性效应对频率梳的产生至关重要，磁性介质中最重要的两种非线性效应是三磁子和四磁子过程（这里磁子是自旋波的量子）。首先，在二维或者更高维度的体系中，四磁子过程一般不产生频率梳。而三磁子过程的强度通常由磁偶极相互作用决定，因此非常弱。非共线的拓扑磁结构能够极大地增强三磁子作用。其次，通过研究磁子与磁性斯格明子的非线性散射，严教授团队发现当产生自旋波的外场幅度大于某个阈值时，斯格明子的呼吸模会被激发出来。该呼吸模通过三磁子过程与入射自旋波耦合，产生和频与差频模。和频与差频模继续与呼吸模耦合产生更高阶的自旋波模，这一连锁反应最终导致“自旋波频率梳”的形成，其频率间隔严格等于斯格明子的呼吸频率。最后，严教授介绍了自旋波与磁涡旋非线性散射中的量子化效应。发现旋转对称性会让频率梳的每支谱线携带不同的轨道角动量，相邻谱线的轨道角动量相差一个量子数；满足一定条件下，磁子频率梳中的高阶模会被放大，而低阶模则被束缚在涡核的旋进轨道内。该效应可以类比天文学中粒子从旋转的黑洞中获取能量的过程，并将此效应命名为“自旋波彭罗斯超辐射效应”。这种放大效应显著提高了自旋波频率梳的平整度，有助于实现自旋波频率梳在微波精密测量、磁传感等领域的应用，开辟了利用磁子学模拟旋转黑洞等天文学现象的新思路。

在报告结束后，老师及同学们针对自旋波频率梳、自旋波与磁结构的相互作用等问题进行了提问，严教授耐心地一一进行解答。同学们通过此次报告对基于自旋波的自旋电子学器件有了深入的了解，尤其是对自旋波频率梳在微波精密测量、磁传感等领域的应用有了深刻的认识。

严鹏教授简介：

严鹏，电子科技大学教授，博士生导师，2006年本科毕业于中国科技大学近代物理系，2011年于香港科技大学获物理学博士学位，2011-2015年期间，先后在荷兰代尔夫特理工大学，德国美因兹大学从事博士后研究工作，2016年回国组建电子科技大学自旋电子学理论研究组，专注于拓扑物态、自旋电子学、量子磁子学等前沿领域研究，在物理以及学科综合性期刊《Physical Review Letters》、《Nature Communications》等发表高水平学术论文60余篇，应邀为物理学顶尖综述期刊《Physics Reports》撰写了长篇综述文章2篇，撰写了专著2部，分别由斯普林格出版社和英国物理学会出版社出版，主持了国家自然科学基金，国家重点研发计划课题，海外高层次青年人才计划，科技委前沿探索项目等。