双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系的自俘获现象及其周期调制效应

研究了双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系(BEC)的自俘获现象(self-trapping). 在平均场近似下通过相平面(phase space)分析的方法研究了两种自俘获的机理：1)势阱中的粒子数在平衡位置附近振动，而相对相位随时间单调变化(running-phase); 2) 势阱中的粒子数和相对相位都在平衡点附近振动. 研究了周期调制场对自俘获现象的影响，发现发生自俘获现象的相变参数能够被周期场非常有效的调制，从而在弱相互作用BEC体系中也可以观察到自俘获现象. 还研究了多体量子涨落对自俘获现象的影响，讨论了在现有的实验条件下对凝聚体自俘获现象进行观察和周期调制. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 自俘获 双势阱 周期调制     

玻色-费米超流混合体系中的相互作用调制隧穿动力学

研究了玻色-费米超流混合体系中的相互作用调制隧穿动力学特性,其中玻色子位于对称双势阱中,费米子位于对称双势阱中心的简谐势阱中.采用双模近似方法得到描述双势阱玻色-爱因斯坦凝聚的动力学特性方程组,并将其与简谐势阱中分子玻色-爱因斯坦凝聚的Gross-Pitaevskii方程进行耦合.通过对不同参数下玻色-费米混合体系中的隧穿现象进行数值研究,发现简谐势阱中费米子与双势阱中玻色子的相互作用使双势阱玻色-爱因斯坦凝聚的隧穿动力学特性更加丰富.不但驱使双势阱中玻色-爱因斯坦凝聚从类约瑟夫森振荡转变为宏观量子自囚禁,而且宏观量子自囚禁表现为三种不同的形式:相位与时间呈负相关并随时间单调减小的自囚禁、相位随时间演化有界的自囚禁以及相位与时间呈正相关并随时间单调增大的自囚禁.     

玻色-爱因斯坦凝聚体系中的混沌隧穿行为

研究了双势阱玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)系统在外加周期调制下的混沌相变过程，着重讨论了混沌现象对BEC系统隧穿的影响.当外加调制频率与系统固有频率达到共振时，相平面会出现不稳定现象，即混沌现象.在量子情况下，研究了系统的Husimi函数随时间的演化.研究发现：当混沌现象出现时，系统中粒子间相互作用增大，使得混沌区域扩大，进而引起混沌辅助隧穿程度的变化. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 混沌 隧穿     

三势阱玻色爱因斯坦凝聚体三体复合效应的数值研究

文章中着重研究在三势阱中的凝聚体所受到的非弹性碰撞相互作用,考虑有三体复合耗散和原子填充时三势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体动力学性质,研究了三势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体系的自囚禁与宏观量子遂穿问题,用数值分析和解析推导的方法,发现自俘获和宏观量子隧穿现,另外,在自俘获和宏观量子隧穿进程中发现了量子拍现象,并对这些现象给出合理的解释。     

非对称的玻色-爱因斯坦凝聚中的约瑟夫森结的动力学性质

利用半经典量子理论，研究了玻色-爱因斯坦凝聚体处于非对称的约瑟夫森结的动力学行为.结果表明双势阱中不同势阱的基态能量差与其相互作用能量的比率χ=0时，凝聚体表现为约瑟夫森效应；当χ≠0时，凝聚体中既存在量子宏观隧穿效应，又存在量子宏观局域效应. 关键词： 玻色爱因斯坦凝聚 约瑟夫森结 动力学性质     

对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚系统在周期驱动下的动力学相变及其量子纠缠熵表示

研究了在对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系粒子间相互作用项上外加周期调制而引起的系统动力学相变，特别地研究了该系统通向混沌的相变过程.发现在一定驱动参数下，当外加调制频率与系统固有频率达到共振时，相平面会出现不稳定性现象，即混沌.在混沌区域，粒子在各量子态随机分布，平均布居数差在零附近波动.特别地，研究表明，混沌现象的出现可以用量子纠缠熵来表征，混沌现象出现时，两种平均纠缠熵都趋于它们的最大值. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 双势阱 混沌 纠缠熵     

三体相互作用下三势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的稳定性研究

着重研究受到非弹性碰撞相互作用,即考虑有三体复合耗散和原子填充时三势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学性质.运用三模近似,得到三个耦合的GP方程,用数值的方法得到不同散射长度的数值结果,展示了玻色-爱因斯坦凝聚体在零相位和π相位时,会出现自俘获及量子隧穿现象,且定态解的稳定性与相位有关.     

简谐势阱中非理想气体玻色-爱因斯坦凝聚转变温度的数值研究

用数值计算的方法研究了简谐势阱中非理想气体的玻色 爱因斯坦凝聚情况.通过计算能级的分布，用图形的方式给出了考虑相互作用时，简谐势阱中体系转变温度相对无相互作用体系转变温度的变化趋势 对于存在排斥作用的体系，转变温度升高；对于存在吸引作用的体系，转变温度降低. 关键词： 玻色－爱因斯坦凝聚 相互作用 能级 转变温度     

玻色-爱因斯坦凝聚原子与Schrodinger猫态相互作用系统中的保真度

利用全量子理论及量子信息保真度理论，研究了薛定谔猫态光场与玻色爱因斯坦凝聚原子相互作用系统中，量子态保真度随时间的演化特性.讨论了光场强度和玻色爱因斯坦凝聚原子间的耦合强度对量子态保真度的影响.结果表明：光场强度可调制量子态的保真效果，而原子间的耦合常数主要影响量子态保真度的振荡频率.     

对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚系统在周期驱动下的动力学相变及其量子纠缠熵表示

研究了在对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系粒子间相互作用项上外加周期调制而引起的系统动力学相变，特别地研究了该系统通向混沌的相变过程.发现在一定驱动参数下，当外加调制频率与系统固有频率达到共振时，相平面会出现不稳定性现象，即混沌.在混沌区域，粒子在各量子态随机分布，平均布居数差在零附近波动.特别地，研究表明，混沌现象的出现可以用量子纠缠熵来表征，混沌现象出现时，两种平均纠缠熵都趋于它们的最大值.     

玻色-爱因斯坦凝聚体自囚禁现象的动力学相变及其量子纠缠特性

研究了量子涨落对自囚禁现象的影响.采用玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)两模模型进行研究，发现有限粒子BEC系统自囚禁现象的发生同样存在临界现象，但是由于量子涨落的影响使得这个临界现象变得模糊，并且粒子数越小量子涨落的影响越明显.为了更加明确地描述有限粒子系统的自囚禁现象，通过系统各态平均占有概率的熵(简称平均熵)和平均纠缠熵来刻画自囚禁现象，并讨论自囚禁现象发生前后系统的纠缠特性. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚(BEC) 自囚禁 纠缠熵     

Multiplicative non-Gaussian noise and additive Gaussian white noise induced transition in a piecewise nonlinear model

We study the transition problems in a piecewise nonlinear model induced by correlated multiplicative non-Gaussian noise and additive Gaussian white noise. Firstly, applying the path integral approach, the unified colored noise approximation, the analytical expression of the steady-state probability density function (SPD) is derived. Then the change regulation of the SPD is analyzed with the change of the strength and relevance of multiplicative noise and additive noise. From numerical computations we obtain some new nonlinear phenomena: the transition can be induced by the cross-correlation strength between noises, the non-Gaussian noise intensity and the Gaussian noise intensity as well as the non-Gaussian noise deviation parameter. This indicates that the effect of the non-Gaussian noise intensity on SPD is the same as that of the Gaussian noise intensity. Moreover, we also find the correlation time of the non-Gaussian noise can not induce the transition.     

Self-Trapping of Acoustic Polaron in One Dimension

The ground-state energy and effective mass of an acoustic polaron in one dimension are calculated by using an electron-longitudinal-acoustic-phonon interaction Hamiltonian derived here. The self-trapping of the acoustic polaron is discussed. It is found that the critical coupling constant shifts toward weaker electron-phonon interaction with the increasing cutoff wave vector and the products of the critical coupling constant by the cutoff wave vector tend to a certain value. The self-trapping of acoustic polarons in one dimension is easier to be realized than that in three- and two-dimensional systems. The self-trapping transition of acoustic polarons is expected to be observed in the one dimensional systems of alkali halides and wide-band-gap semiconductors.     

Dynamical Mean-Field Equations for a Neural Network with Spike Timing Dependent Plasticity

We study the discrete dynamics of a fully connected network of threshold elements interacting via dynamically evolving synapses displaying spike timing dependent plasticity. Dynamical mean-field equations, which become exact in the thermodynamical limit, are derived to study the behavior of the system driven with uncorrelated and correlated Gaussian noise input. We use correlated noise to verify that our model gives account to the fact that correlated noise provides stronger drive for synaptic modification. Further we find that stochastic independent input leads to a noise dependent transition to the coherent state where all neurons fire together, most notably there exists an optimal noise level for the enhancement of synaptic potentiation in our model.     

双势阱中玻色-费米混合气体的周期调制效应

在周期调制场下, 通过对双势阱中费米子数目及相互作用参数的调节, 研究了该系统中玻色子的自俘获现象. 研究发现, 系统中费米子数目及相互作用参数都会影响玻色子的自俘获现象, 并且随着 相互作用及粒子数目的变化, 玻色子的自俘获发生临界现象. 关键词： 玻色-费米混合气体 周期调制 自俘获     

关联高斯与非高斯噪声激励的FHN神经元系统的稳态分析

本文主要研究了关联乘性非高斯噪声和加性高斯白噪声共同激励的FHN(Fitz Hugh-Nagumo)神经元系统.利用路径积分法和统一色噪声近似,推导出该系统的定态概率密度函数表达式.通过研究发现,乘性噪声强度D、加性噪声强度Q、噪声自关联时间τ以及互关联系数λ均可以诱导系统产生非平衡相变现象,而非高斯参数q却不可以诱导系统产生非平衡相变现象.此外,我们还发现参数D和λ的增大有利于神经元系统从激发态向静息态转换,Q和τ的增大有利于神经元系统从静息态向激发态转换,q的增大会使得神经元系统停留在静息态的概率增加.     

Self-trapping of bosons and fermions in optical lattices

We theoretically investigate the enhanced localization of bosonic atoms by fermionic atoms in three-dimensional optical lattices and find a self-trapping of the bosons for attractive boson-fermion interaction. Because of this mutual interaction, the fermion orbitals are substantially squeezed, which results in a strong deformation of the effective potential for bosons. This effect is enhanced by an increasing bosonic filling factor leading to a large shift of the transition between the superfluid and the Mott-insulator phase. We find a nonlinear dependency of the critical potential depth on the boson-fermion interaction strength. The results, in general, demonstrate the important role of higher Bloch bands for the physics of attractively interacting quantum gas mixtures in optical lattices and are of direct relevance to recent experiments with 87Rb-40K mixtures, where a large shift of the critical point has been found.     

半导体光折变介质中光束传输的自囚禁及周期调制

推导了光束在半导体光折变介质的光子晶格中演化的二能级形式, 给出了光束在其中传播时二能级方程的经典正则形式. 解析计算出了经典正则方程的不动点并对其稳定性作了分析, 计算出了拓扑结构变化的临界值. 根据二能级方程的经典正则形式做出了空间相图, 进一步分析了半导体光折变介质中光束传输的自囚禁现象, 发现有两种形式的自囚禁: 1)能级中的布居数差和相对相位都在平衡点附近振动; 2)能级中的布居数差在平衡点附近振动, 而相对相位单调变化. 分别从高频、低频、中频三个方面研究了外加周期调制对自囚禁的影响, 发现在高频调制中发生自囚禁现象的相变参数能够被周期场非常有效的调制, 使得光束在半导体光折变介质中传输时, 在非线性效应影响较小时也能够发生自囚禁. 关键词： 半导体光折变介质 自囚禁 二能级形式 周期调制     

二维声学极化子的基态能量和有效质量

自陷电子对了解光电材料的光学性质非常重要.近些年来,形变晶格中电子自陷的问题受到研究人员的广泛关注.电子既与声学模耦合,也与光学模相互作用,但电子由自由态向自陷态的转变缘于近程的电子-声学声子耦合.研究表明:声学极化子在大多数半导体以及Ⅲ-Ⅴ族化合物,甚至碱卤化物中都不可能自陷.另一方面,电子-声子耦合在束缚结构,如二维、一维系统中,会有所增强.换言之,电子在低维结构中更容易自陷.Farias等人指出:声学极化子在二维系统中自陷的临界电子-声子耦合常数为定值,不随声子截止波矢的变化而改变.这种结论在物理上不尽合理.通过计算二维系统中的声学极化子基态能量和有效质量,讨论了二维声学极化子自陷问题.研究发现,二维声学极化子自陷转变的临界耦合常数随声子截止波矢的增加朝电子-声子耦合较弱的方向变化.这一特征与前人关于体和表面极化子研究获得的结论定性一致.所得二维声学极化子基态能量的表达式与Farias等人一致,但自陷的结果与Farias等人的结果在定性和定量上均有不同,我们认为Farias等人关于二维声学极化子自陷转变点的确定方式有不妥之处.通过改进自陷转变点的确定方式,得到了在物理上更合理的结果.