一维光晶格中玻色凝聚气体的干涉

对捕限在三维轴对称谐振势阱叠加一维光晶格的组合势中的玻色凝聚气体，文章基于平均场G-P方程并运用传播子方法，求解玻色凝聚气体基态波函数及其随时间的演化，给出了物质波干涉图样的空间分布与光晶格势周期结构之间的关系.研究表明，运用这一方法得到的光晶格势中物质波干涉条纹与光学中的多光束干涉相类似，并且与Andrews 和Peil等人的实验结果一致.物质波干涉图样随时间的演化也与Sadhan K. Adhikari通过直接数值求解G-P方程所得结果基本相同. 关键词： 玻色凝聚气体 子凝聚原子云 光晶格势 干涉     

半无限深势阱中自旋相关玻色-爱因斯坦凝聚体的量子反射与干涉

玻色-爱因斯坦凝聚体与势垒或势阱的量子反射及干涉是考察宏观物质波奇特物性的最有效途径之一.利用传播子方法和基于冷原子实验广泛采用的飞行时间吸收成像方案,研究自旋相关玻色-爱因斯坦凝聚体在半无限深势阱中的反射和干涉演化动力学,得到了自旋相关的凝聚体波函数的严格解析解.结果表明,当自旋相关光晶格关闭后,非局域于不同格点中相同自旋态的物质波在自由膨胀过程中发生量子干涉,形成了对比度明显的干涉条纹.与此同时,扩张的自旋相关物质波包与半无限深势阱壁相遇发生量子反射,反射波与入射波产生二重干涉,在密度分布两边对称的局部位置出现剧烈的振荡,干涉条纹表现出显著的调制效应.分析讨论了自旋态、相干输运距离和相对相位等因素对干涉条纹的影响.该研究有助于促进对自旋相关凝聚体宏观量子特性的认识,为深入检验自旋相关光晶格中凝聚体干涉的理论模型和物理机理提供依据和新方案.     

半空间无限深势阱中一维玻色凝聚体的反射和干涉演化

通过量子力学中的传播子方法,研究了一维情况下玻色-爱因斯坦凝聚体在半空间无限深势阱中的演化,观察到了凝聚体反射现象和自干涉图样.由于初始位置、宽度和速度的不同,凝聚体在阱壁上反射而后干涉形成不同的干涉图样,这可以用物质波的波动性给予很好的描述.同时对于凝聚体在阱壁上的碰撞问题用物质波的粒子性给予很好的解释.     

光晶格中非相干超冷原子的密度关联效应

陷俘于光晶格中的Mott绝缘体态原子是非相干物质波波源. 这种物质波从光晶格释放后不会出现一阶干涉现象,但是存在二阶干涉(密度关联)效应. 针对这一现象,理论上给出了自由膨胀超冷原子气体的密度关联函数,该函数表现出清晰的干涉峰,其条纹结构与光栅衍射谱类似. 进一步研究表明,密度关联函数的峰值结构与两探测器的相对位置有关,出现了物质波的"亚波长干涉"现象. 关键词： 光晶格 密度关联函数 两粒子干涉     

双孤子非线性干涉中的狄拉克磁单极势

本文深入研究了孤子干涉过程中的相位演化特性及其背后的拓扑矢势.基于一维非线性薛定谔方程的双孤子解,发现波函数密度零点广泛存在于拓展的复平面内,并且每一个密度零点对应狄拉克磁单极的矢势场.矢势场是由周期排布的具有相反磁荷的狄拉克磁单极对组成.通过观察磁单极子的运动,可以方便地理解干涉过程中的相位演化特征.特别发现,一对正负磁单极对在实轴上的碰撞恰好对应波函数相位在节点处的π跃变.此外,还对比讨论了线性波包干涉动力学中的狄拉克磁单极.结果表明狄拉克磁单极势广泛存在于波场的干涉现象之中,并且磁单极在拓展的复平面内分布特征可用于区分线性干涉和非线性干涉过程背后的拓扑性质.     

二维线性与非线性光晶格中物质波孤立子的稳定性

利用变分法和数值计算方法研究了二维线性和非线性光晶格中二维玻色-爱因斯坦凝聚体系中物质波孤立子的存在及其稳定性. 利用定态变分原理及Vakhitov-Kolokolov判据总结了线性和非线性结合光晶格中几种参数组合下定态定域解的稳定性. 结果表明, 当存在二维非线性光晶格时, 在吸引和排斥相互作用的原子体系中均可以存在稳定的物质波孤立子. 另外, 利用含时变分法研究了线性和非线性光晶格中物质波孤立子随时间的传播特性, 使波包参数对时间的一阶导数等于零, 可以给出稳定状态对应的参数, 结论和定态变分法给出的结果一致. 最后用数值计算方法研究变分结果的正确性, 把变分结果作为初始条件代入Gross-Pitaevskii方程研究其随时间传播特征, 得到了稳定的传播过程, 所得到的结果和变分分析结果一致. 关键词： 线性非线性光晶格 玻色-爱因斯坦凝聚 孤立子 稳定性     

诺贝尔奖得主Ketterle领导的小组又获重要进展

在实现了^23Na的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）后不久，1997年Ketterle W领导的小组即以原子干涉实验证实了BEC所具有的相干性，他们将一团BEC原子云劈成两半，然后令它们在重力场中下落，每一半在下落过程中自由膨胀，并且逐步形成彼此的重叠，此时，通过吸收成像，实验者观察到了与原子密度相应的明暗相间条纹．测得的条纹间距是-15μm，这意味着，作为物质波BEC原子的德布罗意波长（水平分量）-30μm．     

玻色凝聚原子云的二次干涉及其放大效应

捕限在三维轴对称谐振势阱叠加一维光晶格势的组合势中的玻色凝聚气体，取消磁阱和光晶格势后，将形成沿轴向向两侧运动的干涉边峰.提出一个新的实验方案，使这样的干涉边峰再次相遇叠加，以探讨物质波的二次干涉效应.研究表明，在干涉边峰相干加强的区域，玻色凝聚原子云的密度会得到有效放大.基于现有的实验技术，这个新实验是可以实现的，这种效应也是可以观测得到的.     

两分量Bose-Einstein凝聚体的非线性Ramsey干涉

以非线性Rosen-Zener隧穿理论为基础,用两分量Bose-Einstein凝聚体设计了非线性Ramsey干涉计.通过数值模拟实验在时间域上观察到了丰富的Ramsey干涉图样,凝聚体中原子间重要的非线性相互作用导致这些干涉图样明显不同于线性Ramsey干涉时的正弦型条纹.通过进一步对干涉图样作Fourier分析,发现干涉图样的基频能够精确反映系统的非线性和不对称性特征,从而为测量原子的相关性质提供了理论依据. 关键词： Bose-Einstein凝聚 非线性Ramsey干涉 Rosen-Zener隧穿     

一维受迫谐振子量子运动的经典特性

对经典一维受迫谐振子量子化,求解量子化后体系的时间演化算符.应用相空间准概率分布函数,研究了体系的量子特性.研究结果表明,初始为真空态,经过时间演化,系统波函数是一个二维高斯波包;波包中心的振幅和相位受到作用力的调制,成为调幅、调相波,波包中心的运动与经典受迫谐振子的运动形式相同.