開(kāi)放少阱系統(tǒng)中量子隧穿的相干控制

1、分類號(hào)學(xué)校代碼一0 4 6 91 0 5 4 2密級(jí)學(xué)號(hào) 2 Q Q 9 2 1 1 1 羔Q 盟開(kāi)放少阱系統(tǒng)中量子隧穿的相干控制C o h e r e n tc o n t r o lo fq u a n t u m t u n n e l i n gi n a no p e nf e w - ·w e l ls y s t e m研 究 生 姓名 肖 科 文指導(dǎo)教師姓名、職稱 海文華教授學(xué) 科 專 業(yè) 原子與分子物理研 究

2、 方 向 冷原子物理開(kāi)放少阱系統(tǒng)中量子隧穿的相干控制 ·I ·摘 要隨著科技的迅速發(fā)展，人們對(duì)未知世界興趣的高漲，探究事物的尺度進(jìn)一步縮小，從以前的毫米到微米、再到現(xiàn)在的納米以及更加精細(xì)。例如：生物學(xué)從細(xì)胞層面已經(jīng)到現(xiàn)在的基因?qū)用?；化學(xué)研究的選鍵反應(yīng)、精密機(jī)械制造已經(jīng)進(jìn)入微納尺度等等。這些領(lǐng)域無(wú)一例外都需要考慮對(duì)原子的操控的相關(guān)問(wèn)題。由于激光技術(shù)的不斷發(fā)展，激光整形技術(shù)的應(yīng)用，激光帶寬的不斷縮小，為更加細(xì)致的操縱原子

3、提供了技術(shù)支持。光與物質(zhì)間的相互作用表現(xiàn)出來(lái)的相關(guān)特性，為我們相干操控原子，從實(shí)驗(yàn)上控制粒子提供了理論支持。微觀粒子在量子力學(xué)中表現(xiàn)出來(lái)了許多經(jīng)典力學(xué)所禁戒的情況，如粒子的量子隧穿，粒子波函數(shù)的相干疊加等特性。利用這些特性，人們制造了許多研究設(shè)備，如掃描隧道顯微鏡等器件。但是，人們關(guān)于粒子的相干操控僅限于理想系統(tǒng)，即未考慮外界環(huán)境參數(shù)的影響。為了進(jìn)一步適應(yīng)實(shí)驗(yàn)的需要，更好的為實(shí)驗(yàn)提供理論指導(dǎo)，本文詳細(xì)研究了單個(gè)原子在開(kāi)放的雙阱系統(tǒng)中的相

4、干操控，并且初步研究了單個(gè)原子在開(kāi)放的三阱中的相干操控的情況。希望能對(duì)實(shí)驗(yàn)提供參考。全文共分為四章。第一章為緒論部分，簡(jiǎn)單介紹了原子的激光冷卻與囚禁，量子力學(xué)復(fù)延拓理論，以及N o o N 態(tài)理論。第二章，我們研究了處于單模光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的雙阱中單原子隧穿的相干控制。通過(guò)對(duì)基本模型構(gòu)建，在高頻驅(qū)動(dòng)場(chǎng)的情況下，我們得到了該系統(tǒng)一些比較有趣的解。例如，通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)的幅度和頻率，我們可以得到準(zhǔn)N o o n 態(tài)布居。在這種情況下，粒子在兩阱中的