光場(chǎng)中超冷原子氣體的局域化特性研究.pdf

1、超冷原子氣體及其玻色-愛(ài)因斯坦凝聚(BEC)是當(dāng)前物理學(xué)領(lǐng)域熱點(diǎn)問(wèn)題之一,尤其是利用光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的Feshbach共振技術(shù)對(duì)凝聚體進(jìn)行操控,為研究非線性系統(tǒng)的局域化特性提供了一個(gè)理想的媒質(zhì)。超冷原子氣體的局域態(tài)包括物質(zhì)波孤子、安德森定域化等。本論文從描述孤子動(dòng)力學(xué)特征的非線性薛定諤方程(NLSE)出發(fā),運(yùn)用拉格朗日變分法和數(shù)值方法對(duì)光場(chǎng)中超冷原子氣體的物質(zhì)波孤子、安德森定域化等局域態(tài)及凝聚體系統(tǒng)的耦合特性、相互作用和操縱控制等方面進(jìn)行了研究

2、。主要研究?jī)?nèi)容和取得的成果如下:
　　1、研究了雙勢(shì)阱中耦合BEC物質(zhì)波亮孤子的演化規(guī)律和特性。研究結(jié)果表明,系統(tǒng)參數(shù)對(duì)囚禁在雙勢(shì)阱中的物質(zhì)波孤子的演化、交換特性和自陷行為產(chǎn)生重要影響。原子之間的相互作用在物質(zhì)波孤子的演化過(guò)程中扮演了非常重要的作用,線性耦合度的增加導(dǎo)致孤子的形狀發(fā)生變化。隨著耦合程度的變化,孤子之間的相互作隨之改變,物質(zhì)波孤子先后呈現(xiàn)出自陷、約瑟夫森振蕩現(xiàn)象。
　　2、研究了在非線性空間調(diào)制下呈線性耦合的兩

3、組分BEC物質(zhì)波亮孤子演化特性和相互作用。結(jié)果表明,s-波散射長(zhǎng)度的空間變化改變了孤子的密度包絡(luò);在合適的初始條件下,可以存在穩(wěn)定的孤子;孤子的演化規(guī)律取決于非線性空間調(diào)制系數(shù)的符號(hào)和數(shù)值大小,可以對(duì)凝聚體實(shí)現(xiàn)非線性空間管理。
　　3、研究了諧振勢(shì)阱中同時(shí)呈線性和非線性耦合的BEC物質(zhì)波亮孤子的演化特性和動(dòng)力學(xué)行為。變分和數(shù)值結(jié)果一致表明,在一定條件下,耦合凝聚體存在穩(wěn)定的孤子和自發(fā)振蕩行為,并與外加囚禁勢(shì)、非線性空間調(diào)制系數(shù)、原

4、子的數(shù)目以及藕合系數(shù)相關(guān)。非線性空間調(diào)制對(duì)耦合凝聚體孤子和自發(fā)振蕩產(chǎn)生重要影響,耦合物質(zhì)波亮孤子的演化規(guī)律依賴(lài)于非線性空間調(diào)制系數(shù)的符號(hào)和大小。
　　4、在準(zhǔn)一維設(shè)置和弱無(wú)序的情況下,從NLSE出發(fā),研究了囚禁在隨機(jī)光斑電勢(shì)中的BEC的安德森定域化及其膨脹特性和穩(wěn)定性,并結(jié)合無(wú)序光場(chǎng)來(lái)研究物質(zhì)波的非線性空間調(diào)制對(duì)安德森定域化的能量、形狀和局域化長(zhǎng)度的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在無(wú)序存在和絕熱條件下,BEC呈現(xiàn)出安德森定域化現(xiàn)象;局域態(tài)的中間