数十年来，布洛赫振荡（Bloch oscillation）和Landau-Zener隧穿一直是量子力学体系中最为基本的现象，在半导体超晶格、冷原子体系、玻色-爱因斯坦凝聚、光子学和等离激元波导阵列中都已经观测到这两种现象。近年来，相关研究又转移到了石墨烯、拓扑绝缘体（topological insulator）这一类具有狄拉克线性色散的体系，其与狄拉克点、拓扑相变之间的内在联系引起了科学家的极大兴趣。近日，来自美国旧金山州立大学的陈志刚教授课题组、同济大学的陈鸿教授、韩国基础科学研究所的Daniel Leykam以及新加坡南洋理工大学的Y. D. Chong在具有折射率梯度的光学诱导蜂窝晶格中（即光学石墨烯），展示了间隔性布洛赫振荡（intervalley Bloch oscillation）和Landau-Zener隧穿现象。与先前在有间隙正方晶格中观察到的布洛赫振荡不同，这里所展示出的非绝热光束动力学（nonadiabatic beam dynamics）现象，对折射率梯度的方向和狄拉克锥体具有高度的敏感性。特别地，受对称性保护的势能（symmetry-preserving potential）导致了在不等价谷之间存在几乎完美的Landau-Zener隧穿和相干布洛赫振荡；反之，对称性破坏的势能产生了不非对称散射、不完美的Landau-Zener隧穿和因赝自旋（pseudospin）非平衡导致的谷态敏感的涡流（vortices）。这表明：在Dirac点附近，横向梯度并不总是像通常假设的那样充当简单的标量力（scalar force），并且隧穿几率受到了子晶格对称性的强烈影响。研究结果说明了在其他的各向同性狄拉克体系中，作为强驱动场的实空间势能可以产生各向异性的响应，这对于“类石墨烯”系统中操纵赝自旋和谷自由度有着重要的指导意义。相关研究发表在近期的《Physical Review Letters》上。

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