漏斗勢(shì)中超冷玻色子動(dòng)力學(xué)行為及其費(fèi)米化的研究.pdf

1、玻色-愛(ài)因斯坦凝聚(BEC)作為一類(lèi)涉及物理學(xué)許多領(lǐng)域的物理現(xiàn)象，具有很重要的基礎(chǔ)研究意義和美好的應(yīng)用前景。自從玻色．愛(ài)因斯坦凝聚(BEC)在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)以后，BEC就成為研究強(qiáng)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的各種量子多體效應(yīng)的平臺(tái)，激發(fā)了許多新的研究領(lǐng)域。2004年首次在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了玻色子的費(fèi)米化(Tonks-Girardeau gas簡(jiǎn)稱(chēng)TG氣體)，這引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注，成為近幾年來(lái)物理學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。促進(jìn)了量子信息、量子計(jì)算、量子相干以及強(qiáng)關(guān)聯(lián)現(xiàn)象

2、的研究。 目前，對(duì)于TG氣體的研究側(cè)重于均勻的超冷玻色氣體，采取的外部囚禁勢(shì)多數(shù)是諧振子勢(shì)和光晶格勢(shì)，在理論和實(shí)驗(yàn)上研究的也相對(duì)成熟了。但對(duì)于非均勻的超冷玻色氣體，目前研究的相對(duì)比較少。本文提出一個(gè)不均勻的漏斗勢(shì)，將超冷玻色氣體裝載到漏斗勢(shì)中。我們使用變分的方法來(lái)研究漏斗勢(shì)中超冷玻色子動(dòng)力學(xué)特征和費(fèi)米化的條件。 本文包括四個(gè)部分：第一章中簡(jiǎn)單介紹了TG氣體這種新穎的量子態(tài)、TG氣體的理論模型以及T'G氣體的實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀。

3、第二章主要從理論和實(shí)驗(yàn)上闡述了在諧振子勢(shì)和光晶格勢(shì)中超冷玻色氣體的性質(zhì)。第三章用變分的方法來(lái)研究漏斗勢(shì)中超冷玻色氣體的性質(zhì)。研究表明，隨著縱橫比增加，漏斗勢(shì)中縱向的密度發(fā)生了有趣的變化，超冷玻色氣體經(jīng)歷了費(fèi)米化。與細(xì)長(zhǎng)的諧振子勢(shì)比較，發(fā)現(xiàn)囚禁于漏斗勢(shì)中的超冷玻色氣體很容易實(shí)現(xiàn)從三維的體系過(guò)渡到一維的體系。漏斗勢(shì)中的超冷玻色氣體進(jìn)入TG區(qū)域，隨著囚禁原子數(shù)的增加，動(dòng)量分布的峰值變得越尖。接著從三維的Gross-Pitaevskii方程出發(fā)