漏斗勢中超冷玻色子動力學行為及其費米化的研究.pdf

1、玻色-愛因斯坦凝聚(BEC)作為一類涉及物理學許多領域的物理現(xiàn)象，具有很重要的基礎研究意義和美好的應用前景。自從玻色．愛因斯坦凝聚(BEC)在實驗上實現(xiàn)以后，BEC就成為研究強關聯(lián)系統(tǒng)的各種量子多體效應的平臺，激發(fā)了許多新的研究領域。2004年首次在實驗上實現(xiàn)了玻色子的費米化(Tonks-Girardeau gas簡稱TG氣體)，這引起了學者們的廣泛關注，成為近幾年來物理學研究的一個熱點。促進了量子信息、量子計算、量子相干以及強關聯(lián)現(xiàn)象

2、的研究。 目前，對于TG氣體的研究側重于均勻的超冷玻色氣體，采取的外部囚禁勢多數(shù)是諧振子勢和光晶格勢，在理論和實驗上研究的也相對成熟了。但對于非均勻的超冷玻色氣體，目前研究的相對比較少。本文提出一個不均勻的漏斗勢，將超冷玻色氣體裝載到漏斗勢中。我們使用變分的方法來研究漏斗勢中超冷玻色子動力學特征和費米化的條件。 本文包括四個部分：第一章中簡單介紹了TG氣體這種新穎的量子態(tài)、TG氣體的理論模型以及T'G氣體的實驗研究現(xiàn)狀。

3、第二章主要從理論和實驗上闡述了在諧振子勢和光晶格勢中超冷玻色氣體的性質(zhì)。第三章用變分的方法來研究漏斗勢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)歷了費米化。與細長的諧振子勢比較，發(fā)現(xiàn)囚禁于漏斗勢中的超冷玻色氣體很容易實現(xiàn)從三維的體系過渡到一維的體系。漏斗勢中的超冷玻色氣體進入TG區(qū)域，隨著囚禁原子數(shù)的增加，動量分布的峰值變得越尖。接著從三維的Gross-Pitaevskii方程出發(fā)