原子-分子BEC統(tǒng)計特性的研究.pdf

1、本文對原子-分子BEC統(tǒng)計特性進行了研究。原子數(shù)壓縮由于其在量子光學和量子信息領域的潛在應用獲得了人們的廣泛關注。目前為止,在粒子束不變的條件下,人們通過間接測量相位漲落的增加而發(fā)現(xiàn)了數(shù)壓縮態(tài)。然而粒子數(shù)和相位之間存在非線性關系,所以直接測量數(shù)漲落是很必要的,而且非常有意義。在這篇文章首先我們研究了雙組分玻色-愛因斯坦凝聚中的自旋動力學行為。通過研究在雙組份玻色-愛因斯坦凝聚下的數(shù)壓縮以及一階、二階時間關聯(lián)函數(shù),我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)壓縮與二

2、階時間關聯(lián)函數(shù)之間的解析關系式,這為我們提供了另一個方法通過時間關聯(lián)函數(shù)去探測數(shù)壓縮系數(shù)。此外在較大的約瑟夫森耦合常數(shù)和大粒子數(shù)的條件下,我們引入冷凍自旋近似(FSA),通過理論推導可以得到了數(shù)壓縮與時間關聯(lián)函數(shù)之間的解析關系式,這提供了一個很方便的通過原子數(shù)壓縮去測量原子干涉實驗中的一階時間關聯(lián)函數(shù)。此外我們也研究了數(shù)壓縮,一階時間關聯(lián)函數(shù)以及二階時間關聯(lián)函數(shù)在初始態(tài)偏離自旋相干態(tài)(CSS)情況下的演化曲線。第三部分我們重點研究絕熱演

3、化過程中的退相干效應。由于實驗上我們發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)數(shù)壓縮需要很短的時間以至于小于實驗上穩(wěn)定的玻色-愛因斯坦凝聚體的存在時間,所以我們考慮一種新的方法去獲得最大數(shù)壓縮。在約瑟夫森場的絕熱轉換弱中人們提出了玻色-愛因斯坦凝聚中的相對數(shù)壓縮的絕熱演化過程。我們發(fā)現(xiàn)了沿著某一固定方向的最大數(shù)壓縮可以通過選擇一個沿著自選系統(tǒng)的基態(tài)的絕熱路徑來獲得。由于在許多年前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的量子經(jīng)典轉換下,退相干效應產(chǎn)生了重要的影響,這使得我們發(fā)現(xiàn)在超低溫下持續(xù)穩(wěn)定的原

4、子凝聚體很難去制備,為了獲得持續(xù)穩(wěn)定的凝聚體我們考慮Ω作為隨時間變化的函數(shù)。本文我們將重點研究原子切片上的玻色凝聚勢阱中制備最大壓縮系數(shù)。這里我們研究的壓縮是在假定趨向于分流點[42,61,61]的隧穿耦合常數(shù)近似作指數(shù)的衰減。我們知道指數(shù)的衰減并不一定是最佳的,然而,一些非常有意義的結果卻被我們發(fā)現(xiàn)。在絕對零度下,我們發(fā)現(xiàn)量子漲落范圍將會低于海森堡標準量子極限1/N。因此在大粒字數(shù)的情況下,量子漲落將會變得很小,故可用經(jīng)典場來近似描述

5、。然而對于較長的時間,由于經(jīng)典的動力學過程的不穩(wěn)定性,初始的很小的量子漲落將會隨時間的延長而迅速的變大。實際上,如果經(jīng)典的動力學過程是不穩(wěn)定的,量子漲落將會隨粒子N的對數(shù)而增加,這對于長時間系統(tǒng)的性質產(chǎn)生重要的影響。因此,單粒子的相干性將會依賴于經(jīng)典動力學過程的穩(wěn)定性,因為單粒子相干性將會由于相互的糾纏而發(fā)生衰減。考慮到大粒字數(shù)的條件下,系統(tǒng)早期的態(tài)可被看成由于耦合形成的量子關聯(lián)而引發(fā)的單粒子的退相干態(tài)。故碰撞退相將會起到重要的作用。在