光晶格中旋量BEC的動(dòng)力學(xué)性質(zhì).pdf

1、由于玻色-愛因斯坦凝聚體(BEC)的實(shí)現(xiàn)和激光操控技術(shù)的成熟,人們可以在人工晶格(光晶格)中方便地研究宏觀量子物體。在光晶格中的BEC不僅可以在宏觀層面上模擬凝聚態(tài)物理中電子在固體晶格中的種種行為,而且由于BEC具有內(nèi)在的非線性,因此可以用于研究非線性原子光學(xué)以及其他相關(guān)的非線性物理。當(dāng)考慮到原子的自旋時(shí),BEC還會(huì)展現(xiàn)出磁性。旋量BEC因此會(huì)表現(xiàn)出更多的有趣行為。與電子在固體晶格中的運(yùn)動(dòng)類似,BEC在光品格中的運(yùn)動(dòng)也可以用一個(gè)有效質(zhì)量

2、來表示。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)有效質(zhì)量的符號(hào)不同時(shí),標(biāo)量BEC的動(dòng)力學(xué)行為大異于無光晶格時(shí)的情況?；谌缟显?本文研究了旋量BEC在光晶格中的動(dòng)力學(xué)行為。論文應(yīng)用有效質(zhì)量或者多重尺度法得到了用于描述旋量玻色-愛因斯坦凝聚體在光晶格中動(dòng)力學(xué)行為的等效GP方程。在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用數(shù)值方法對(duì)得到的等效GP方程進(jìn)行進(jìn)一步的分析。首先我們研究了有效質(zhì)量表述下旋量BEC中不同組分的動(dòng)力學(xué)演化。發(fā)現(xiàn)各組分的演化行為取決于相互作用系數(shù)、以及有效質(zhì)量的符號(hào)。當(dāng)相瓦

3、作用系數(shù)符號(hào)不同時(shí),不同組分的波包可以膨脹,也可以收縮。其次還研究了旋量BEC在重力場(chǎng)下的“爬升”行為。結(jié)果表明,與標(biāo)量BEC的行為類似,負(fù)有效質(zhì)量會(huì)讓處于光晶格中的旋量BEC在重力場(chǎng)中向上爬升。數(shù)值分析表明,除了波包外形有所不同之外,旋量BEC中不同組分的爬升行為與標(biāo)量BEC的情況基本類同。此外,改變相瓦作用系數(shù)不會(huì)影響旋量BEC在重力場(chǎng)中的爬升行為。在文章中,我們將有效質(zhì)量概念推廣到了旋量BEC在光晶格中的運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí),在有效質(zhì)量