超辐射相变是光与物质相互作用作用系统中的一个基本物理效应,其表现为当光与物质的耦合系数超过临界点时系统的光子数出现激增。早在上个世纪七十年代，该现象就已经在理论上被预测到了，但直到2010年才在实验上被观测到。这些实验都是基于冷原子系统中驱动与耗散的竞争。由于受到很强的耗散影响，所观测到的超辐射光场没有量子效应。

 最近福州大学物理与信息工程学院郑仕标教授的课题组首次在国际上观测到了具有量子效应的超辐射相变。研究人员首先控制一个超导比特和微波谐振器的相互作用，合成了有效拉比模型，其耦合强度-频率比可由外驱动场控制，在此基础上观测到了超辐射相变。其重要特征是激增的光子场处于不同相干态的量子叠加，即薛定谔猫态。研究结果发表于Physical Review Letters 131,113601 (2023)。物信学院博士生郑日华为论文的第一作者，博士后宁文和青年教师陈叶鸿为共同第一作者，物信学院郑仕标、杨贞标，以及日本理化学研究所的Franco Nori教授为论文的共同通信作者。

Physical Review Letters是国际公认的物理学顶级刊物，自1958年创刊以来，已发表了近百分之三十的物理类诺贝尔奖工作，远超其他刊物。

该研究成果受到福州大学“双一流”建设项目和“物理学科”专项支持。

文章发表链接：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.113601