玻色-爱因斯坦凝聚体中的超流现象

在玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的超流现象的研究中,人们通常采用平均场近似下求解Gross-Pitaevskii方程的方法,我们采用更严格的准确对角化的方法对弱排斥相互作用下两维旋转N-Boson体系的凝聚状态进行了研究.研究表明,弱相互作用下的基态并不是人们通常认为的单一凝聚态,而是一个碎裂凝聚态.通过碎裂态能谱与平均场方法给出的能谱之间的比较以及条件几率分布函数的计算,我们指出这种碎裂凝聚态有着内在的不稳定性,很容易破缺到一个单一凝聚状态;计算给出的条件几率分布可以用来揭示破缺后的状态,其分布图案与平均场近似下所得到的涡旋图形相类似.我们进一步注意到过去研究工作主要集中在弱相互作用极限下和强相互作用Thomas-Fermi近似极限下这两种极端情况.为考察两种极限间的中间过渡区域,我们研究了中等相互作用强度下体系的基态性质.     

玻色爱因斯坦凝聚体一维轴向干涉中的非线性现象

利用含时的Ｇｒｏｓｓ－Ｐｉｔａｅｖｓｋｉｉ方程,研究了轴对称的高密度玻色爱因斯坦凝聚体在干涉过程中因原子间相互人用而产生的非线性现象。发现玻色爱因斯坦凝聚体的一维轴向干涉条纹的密度分布是一种驻波状结构。通过原子波之间非线性耦合相互作用,这种结构可以表现为物质波光栅,对其周期的原子波产生衍射现象。     

一个玻色-爱因斯坦凝聚体超流临界速度值的修正

超流最关键的物理量就是临界速度,美国MIT(麻省理工学院)实验组用激光来回扫描凝聚体的方法测出BEC超流体的临界速度,但是与Bogolyubov的理论得出来的值相比小得多,P.O.Fedichev考虑凝聚体处在外势中和各相异性的特点,理论计算的结果与MIT(麻省理工学院)实验组测量的实验值接近,但还是有一定的差距。考虑到非凝聚粒子的影响,发现MIT组测得的实验值并不是临界速度,而是准粒子的速度,实际临界速度比测得的速度要大。估算了准粒子的有效质量,并用碰撞模型对MIT组测得的实验值进行了修正。Jun Suzuki考虑了非凝聚态粒子的影响,计算出的临界速度的理论值与修正后的MIT组的实验结果相符。     

双组分玻色-爱因斯坦凝聚体的混溶性

基于包含Lee-Huang-Yang修正的物态方程,研究了具有排斥相互作用的双组分玻色-爱因斯坦凝聚体在平均场弱失稳区间的基态相图.根据相平衡条件,确定了等质量混合体系中不混溶态、部分混溶态以及均匀混溶态之间的相边界.在原子密度足够稀薄的情形下,给出了相边界和量子临界点的解析表达式.讨论了密度响应的静态极化率在量子临界点附近的发散行为.对于不等质量的双组分凝聚体,利用低浓度展开的物态方程,得到了部分混溶态出现的阈值密度,并提出了判断部分混溶构型的解析方法,为钠、钾、铷等冷原子混合体系的实验观测提供了明确的理论指引.     

在87Rb原子玻色-爱因斯坦凝聚体中 铷二聚物分子的形成

理论预言 ,处于玻色 -爱因斯坦凝聚 (ＢＥＣ)中的原子有可能结合形成双原子分子 .最近 ,来自美国德克萨斯大学的Ｗｙｎａｒ等已将上述预言变成现实 .他们通过相干双光子Ｒａｍａｎ过程 ,将处于ＢＥＣ的87Ｒｂ原子两两缔合 ,从而产生出铷二聚物分子———Ｒｂ2 .这些分子的平动动能几乎为零 ,并且同处于单一量子态 .在Ｗｙｎａｒ等的实验中 ,87Ｒｂ原子气首先被捕获在一个高真空光阱中 ,并接受激光冷却 ;然后 ,经预冷的原子气被转移到磁“ＴＯＰ”阱中 ,被实施射频感应的蒸发冷却 .通过以上步骤 ,实验者获得的87Ｒｂ原子ＢＥＣ具有低于 130ｎ…     

费米原子对的玻色-爱因斯坦凝聚

通过磁场可以用原子散射的Feshbach共振来调节原子间的相互作用，使之成为排斥或吸引，以及改变作用的强度，运用这个方法可以使费米原子形成分子，也可以在多体作用下形成费米原子配对，在温度够低的条件下可以得到分子的BEC以及原子配对的凝聚体，这些现象在实验室中的实现是2004年物理学的重要成就之一，本文对此给予简短的评述。     

玻色-爱因斯坦凝聚实现10周年

自1995年首次实现玻色一爱因斯坦凝聚（BEC）以来，相关研究发展迅速．截止到2005年6月，已实现凝聚的碱金属原子气有六种：7^Li，23^Na，41^K,85^Rb，和133^Cs．自旋极化1^H最早被遴选为BEC的对象，但因技术上的难度问题，它的凝聚迟至1998年6月，是由“BEC教父”Daniel Kleppneer领导的小组实现的．     

激发态氦原子的玻色—爱因斯坦凝聚

1996年 ,《科学美国人》杂志的资深记者约翰·霍根出版了他的一本科普著作———《科学的终结》 .在书中霍根断言 :科学发现的伟大时代已经一去不复返了 .这一令人瞩目的观点 ,加上作者对众多科学家尖刻的讽刺 ,使得该书在上市不久便引发了科学界乃至社会各界的争论 .美国Ｓｃｉｅｎｃｅ周刊曾于 1996年 6月 14日发表了戴维·古德斯坦对该书的书评 .5年后的今天 ,作为对古德斯坦书评的注释 ,在这篇短文中 ,我们将以玻色 -爱因斯坦凝聚 (ＢＥＣ)的研究进展为例 ,批判霍根的科学悲观主义 .将 4千年前的金字塔与哈勃太空望远镜相比 ,哪一个是更…     

玻色-爱因斯坦凝聚的瞬态过程

众所周知 ,玻色 -爱因斯坦凝聚 (BEC)是指成千上万的原子以稀薄气体的形式在瞬间凝聚到具有相干性的基态上 ,这种状态可以显示许多极有意义的量子效应 .当然要出现BEC状态 ,首要的条件是必须让系统处于临界点 .但长期以来科学家们却很少关注凝聚时的崩塌现象 .最近荷兰原子与分子物理研究所的J .Walraven教授及其研究组对此进行了研究 ,他们细致地观察了这个崩塌现象 ,并发现了在凝聚时出现的奇异的类似于雪茄烟状的凝聚云团 .研究组采用“激波冷却 (shockcooling)”方法来冷却原子 (即利用无线频率波使原子在 1ms内迅速冷却 ,而不是采…     

双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中亚稳态存在条件及其寿命

本文对双势阱中凝聚的冷原子通过约瑟夫森结隧穿时所形成的亚稳态进行研究.通过介观自旋算符建立了体系的精确量子相位模型,利用对量子自旋的势场描述给出了在两阱中振荡的原子之间相位差为时,即亚稳态时所要满足的物理条件,并用瞬子方法计算了该亚稳态存在的寿命.     

Quark Condensate in the Strange Matter

In a nonlinear chiral SU(3) framework, we investigate the quark condensate in the strange matter including N, Σ, Ξ, and Λ, making use of chiral symmetry spontaneous breaking Lagrangian and mean-field approximation. The results show that the chiral symmetry is restored partially when the strange matter density increases and that 〈π→2〉 plays a very important role in the strange matter which may approach the constituents of the neutron stars. In addition, we can find that the strange matter density where the π-condensate emerges leads to the ratio of the nucleon number to baryon number.     

光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的自旋和磁研究

近年应用光晶格（optical lattice)控制原子玻色－爱因斯坦凝聚体（BEC）的研究取得了突破性的进展。德国Munich研究小组首次在三维光晶格中观察到了超冷原子从BEC超流状态向Mott insulator状态的量子相变。这样的量子相变现象不仅具有重大的理论研究价值，而且为BEC的实际应用提供了新的途径。文章介绍了作者近来在光晶格中BEC的自旋和磁特性方面的一些研究进展，并探讨了它们在磁传感器及量子计算中的可能应用。     

Calculation of Quark Condensate in Nuclear Matter with the Chiral Symmetry Spontaneous Breaking Lagrangian

Using the chiral symmetry spontaneous breaking Lagrangian with mean-field approximation, we investigate the in-medium quark condensate 〈qq〉. It is found that the condensate decreases as the nuclear matter density ρ increases. Meanwhile, the desent deviates from the linear decrease and becomes remarkably slow as the density of the nuclear matter further increases. It shows that the chiral symmetry spontaneous breaking is only partially restored in densed nuclear matter.     

A New Calculation of the In-Medium Quark Condensate at Finite Density andTemperature

The in-medium quark condensate is studied with an equivalent-mass approach in which one does not need to make assumptions on the derivatives of model parameters with respect to the quark current mass. It is shown that the condensate is generally a decreasing function of both the density and
temperature with the decreasing speed depending on the confinement parameter. Specially, at given density, the condensate decreases on increasing temperature. The decreasing speed is comparatively small at lower temperature, and becomes very fast at higher temperature.     

Relativistic Hydrodynamics of Color-Flavor Locking Phase with Spontaneous Symmetry Breaking

We study the hydrodynamics of color-flavor locking phase of three flavors of light quarks in high density QCD with spontaneous symmetry breaking. The basic hydrodynamic equations are presented based on the Poisson bracket method and the Goldstone phonon and the thermo phonon are compared. The dissipative equations are constructed in the frame of the first-order theory and all the transport coefficients are also defined, which could be looked on as the general case including the Landau's theory and the Eckart's theory.     

Spontaneous symmetry breaking of a Boseben Fermi mixture in a two-dimensional double-well potential

We study the spontaneous symmetry breaking of a superfluid Bose-Fermi mixture in a two-dimensional double-well potential. The mixture is described by a set of coupled Gross-Pitaevskii equations. The symmetry breaking phenomenon is demonstrated in the two-dimensional double-well potential in the mixture. The results are summarized in the phase diagrams of the mixture particle numbers, which are divided into symmetric and asymmetric regions by the asymmetry ratios. The dynamical pictures of the spontaneous symmetry breaking induced by a gradual transformation of the single-well potential into a double-well one are also illustrated. The properties of the quantum degenerate mixture are explored using the realistic parameters for a ⁴⁰K-⁸⁷Rb system.