超冷原子體系中一些新奇量子現(xiàn)象的研究.pdf

1、玻色-愛(ài)因斯坦凝聚(BEC)，作為與許多物理分支交叉的研究領(lǐng)域，已經(jīng)呈現(xiàn)出諸多備受關(guān)注的新奇量子現(xiàn)象，為人們?cè)诤暧^尺度內(nèi)研究量子現(xiàn)象提供了有效途徑。本學(xué)位論文首先回顧BEC的重要實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，然后概述BEC的相關(guān)基礎(chǔ)理論；接著分別詳細(xì)介紹我們對(duì)旋轉(zhuǎn)BEC及分子BEC中一些新奇量子現(xiàn)象的研究成果。
　　 在平均渦旋近似下，采用變分法研究了非簡(jiǎn)諧振子勢(shì)下快速旋轉(zhuǎn)BEC中一些與渦旋態(tài)有關(guān)的現(xiàn)象。研究結(jié)果很好地解釋了實(shí)驗(yàn)中所呈現(xiàn)出的許多令人

2、迷惑的新奇現(xiàn)象：同時(shí)，證明了在非簡(jiǎn)諧振子勢(shì)下，快速旋轉(zhuǎn)的BEC中能夠形成帶多個(gè)單位角動(dòng)量的渦旋。首次研究了外加電場(chǎng)對(duì)快速旋轉(zhuǎn)BEC的影響，發(fā)現(xiàn)外加電場(chǎng)會(huì)使體系的能量降低，從而會(huì)使體系變得更加穩(wěn)定；同時(shí)，電場(chǎng)會(huì)使渦旋格點(diǎn)和粒子數(shù)密度分布發(fā)生平移。當(dāng)體系的旋轉(zhuǎn)頻率接近于簡(jiǎn)諧振子的自然頻率時(shí)，我們預(yù)期實(shí)驗(yàn)上也許可以探測(cè)到電場(chǎng)導(dǎo)致的粒子數(shù)密度分布平移。
　　 研究了光誘導(dǎo)的非阿貝爾規(guī)范勢(shì)在冷原子中的效應(yīng)。指出振幅隨時(shí)間和空間變化的激光能

3、夠直接同時(shí)誘導(dǎo)非阿貝爾規(guī)范矢勢(shì)和標(biāo)勢(shì)而不需要一投影過(guò)程。通過(guò)構(gòu)造特殊的激光，在旋轉(zhuǎn)BEC中誘導(dǎo)產(chǎn)生了不隨時(shí)間變化且空間結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的規(guī)范勢(shì)；在該規(guī)范勢(shì)下，對(duì)Landau能級(jí)的性質(zhì)及旋轉(zhuǎn)BEC的基態(tài)相圖進(jìn)行了研究，指出即使結(jié)構(gòu)如此簡(jiǎn)單的規(guī)范勢(shì)也能夠使旋轉(zhuǎn)BEC呈現(xiàn)出更加豐富的現(xiàn)象。
　　 研究了雙原子體系中原子-分子轉(zhuǎn)化的問(wèn)題。對(duì)于玻色-費(fèi)米混合物到分子的轉(zhuǎn)化問(wèn)題，以40K和87Rb組成的混合物為例，指出Feshbach共振協(xié)助的受

4、激Raman絕熱通道技術(shù)能有效地將玻色-費(fèi)米混合物轉(zhuǎn)化為分子而單純的Feshbach共振技術(shù)則不能。對(duì)于處在不同自旋態(tài)上的費(fèi)米混合物到分子的轉(zhuǎn)化問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)對(duì)于6Li原子系統(tǒng)，F(xiàn)eshbach共振協(xié)助的受激Raman絕熱通道技術(shù)要比單純的Feshbach共振技術(shù)更有效，而對(duì)于40K原子系統(tǒng)，情況則恰好與6Li原子系統(tǒng)相反。指出通過(guò)引入相干布局?jǐn)?shù)囚禁(CPT)態(tài)的保真度可有效刻畫(huà)體系的絕熱演化性質(zhì)，并闡明原子-分子的轉(zhuǎn)化率與體系絕熱性之間的