谐振子势与高斯势的联合势阱中两分量旋转玻色爱因斯坦凝聚体的基态特性和自旋纹理

研究了两分量旋转玻色爱因斯坦凝聚体在谐振子势与高斯势的联合势阱中的基态特性和自旋纹理。通过托马斯-费米近似得到每组分凝聚体在相混合态时密度分布首次形成中心洞的临界旋转角频率,并根据旋转角频率与临界旋转角频率的关系,给出了两分量凝聚体的三种不同的基态密度分布:两个都是盘、一个是盘和另一个是环、两个都是环。对于相分离的情况,针对两分量粒子数严重不平衡的凝聚体分别作托马斯费米近似,解析地给出了两分量凝聚体的两种对称基态密度分布。同时研究了凝聚体在两分量的界面处形成的两种赝自旋纹理,它们分别是巨斯格明子和同轴双环斯格明子。     

环形势阱中旋转玻色爱因斯坦凝聚体的基态

应用托马斯-费米近似和虚时演化数值方法研究环形势阱中旋转玻色爱因斯坦凝聚体的基态密度分布.当增加其旋转角频率,或者增加环形势阱的宽度及相应的中心高度,凝聚体基态密度分布均从涡旋晶格相转变为巨涡旋相.当旋转角频率为零时,增加环形势阱的宽度及相应的中心高度,凝聚体基态密度分布从一个圆盘变为圆环.解析结果与数值结果相互吻合.     

弱相互作用费米气体的热力学性质

根据赝势法导出无外势时弱相互作用费米气体的化学势、内能和定容热容的解析表达式.在此基础上，采用局域密度近似研究谐振势中弱相互作用费米气体的热力学性质，探讨粒子间相互作用对系统性质的影响. 关键词： 费米气体 相互作用 赝势法 局域密度近似 热力学性质     

理想费米气体在n维势阱中的空间分布与有效囚禁范围（英文）

在Thomas-Fermi半经典近似适用条件下,求得了理想费米气体在n维广义幂律势阱中的态密度,进而研究了粒子数密度的空间分布,内能,热容量的空间变化以及等效化学势的一级近似.定义了绝对零度下的特征长度,求出了理想费米气体在n维广义幂律势阱中的有效囚禁范围.利用两个例子,揭示了理想费米气体的有效囚禁范围与外势形式,粒子数,粒子质量以及势场圆频率的依赖关系.     

微扰法研究玻色-爱因斯坦凝聚体基态

利用微扰方法研究了动能对玻色-爱因斯坦凝聚体的基态能量的粒子数平均值和粒子几率密度分布的影响,对87Rb原子的模拟结果标定了弱、强相互作用时一维凝聚体中的粒子数范畴。     

谐振子势阱中两分量旋转自旋轨道耦合BEC的基态

本文研究了囚禁于谐振子势阱中的两分量旋转自旋轨道耦合玻色爱因斯坦凝聚体(BEC)的基态性质和自旋纹理。我们首先通过托马斯费米近似得到了凝聚体出现不同分布的临界条件,然后利用虚时演化方法和向前向后欧拉傅里叶赝谱法在数值上进行了模拟,最后将数值模拟的结果与解析近似的结果对比,发现两者是相吻合的。在本研究中,我们发现了条纹结构这一新奇的基态结构,并且发现旋转角频率不能大于谐振子势的约束频率,如果超过约束频率,系统将因受到强烈的离心力作用而散落。这些新的发现将会为在实验上实现两组分自旋轨道耦合BEC有一定的指导意义。     

两耦合玻色-爱因斯坦凝聚体间的量子相干振荡

理论上考察了两耦合玻色-爱因斯坦凝聚体间的相干原子振荡,我们用时空不能完全分离的波函数去描述囚禁在双磁阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体,根据托马斯-费米近似,得到两凝聚体的相位差和布局数随时间的演化方程,应用数值计算的方法,考察了相干原子遂穿和宏观量子自囚禁效应.这些研究结果和采用双模时空分离波函数近似法得到的结果进行了比较.     

原子吸收成像的二维光学密度分布获得量子简并费米气体参数

从费米原子俘获在谐振势中出发,采用托马斯-费米的半经典近似(Thomas-Fermi approximation),计算了自旋极化费米子的空间分布函数,对费米原子吸收成像的光学密度分布进行拟合,分析得到粒子数,费米温度和实际温度。采用这种方法,对实验中获得的~(40)K费米原子吸收成像的光学密度分布进行拟合,得到了费米气体量子简并参数T/T_F。     

谐振子势阱中两分量旋转的自旋轨道耦合BEC的基态

本文研究了囚禁于谐振子势阱中的两分量旋转自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的基态性质和自旋纹理。我们首先通过托马斯-费米近似得到了凝聚体出现不同分布的临界条件,然后利用虚时演化方法和向前向后欧拉傅里叶赝谱法在数值上进行了模拟,最后将数值模拟的结果与解析近似的结果对比,发现两者是相吻合的。在本研究中,我们发现了条纹结构这一新奇的基态结构,并且发现旋转角频率不能大于谐振子势的约束频率,如果超过约束频率,系统将因受到强烈的离心力作用而散落。这些新的发现将会为在实验上实现两组分自旋轨道耦合BEC有一定的指导意义。     

低维玻色－爱因斯坦凝聚的转变温度和基态占据数

研究了体系中粒子的第一激发态能量对低维玻色凝聚温度的影响,以及不同维度的空间中凝聚温度随总粒子数的变化关系.结果表明,随着粒子敷密度的增加,低维的凝聚温度比高维情形上升得快,体系的凝聚温度与第一激发态能量密切相关.同时计算表明,对于囚禁在GaAs量子阱中的激子气体,即使在无谐振势或幂指数等特殊外势的条件下,也可以在几个K0实现玻色-爱因斯坦凝聚.     

基于Gross-Pitaevskii能量泛函求解谐振势阱中玻色凝聚气体基态波函数

基于Gross-Pitaevskii(G-P)平均场能量泛函和变分方法，对囚禁在谐振势阱中的玻色凝聚气体，在T=0K时的基态波函数提出一种新解法.运用这一方法能得到基态波函数的解析表达式，求解出系统的化学势与凝聚原子数的关系等.其结果与Edwards和Dalfovo等人直接数值求解G-P方程所得到的结果相一致，并在Na_s/a1大原子数N的极限条件下，与托马斯-费米近似模型的结论也趋向一致.该方法计算简单，而且能够进行解析处理. 关键词： 玻色凝聚气体 G-P泛函 谐振势阱 基态波函数     

谐振子势阱囚禁玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚

基于Thomas-Fermi半经典近似研究了谐振子势阱约束下任意维理想玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC).导出了玻色气体的BEC转变温度、基态粒子占据比例、内能和热容量等物理量的解析表达式,讨论了空间维度和谐振子势阱的影响.以二维和三维玻色系统为例,数值计算了上述热力学量,并与解析结果进行了对比,二者获得了较好的吻合.     

谐振子势阱囚禁玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚

基于Thomas-Fermi半经典近似方法研究了谐振子势阱约束下任意维理想玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)．导出了玻色气体的BEC转变温度、基态粒子占据比例、内能和热容量等物理量的解析表达式,讨论了空间维度和谐振子势阱的影响．以二维和三维玻色系统为例,数值计算了上述热力学量,并与解析结果进行了对比,二者获得了较好的吻合．     

Thermodynamic properties of a finite Bose gas in a harmonic trap

We have investigated the thermodynamic behaviour of ideal Bose gases with an arbitrary number of particles confined in a harmonic potential. By taking into account the conservation of total number $N$ of particles and using a saddle-point approximation, we derive analytically the simple explicit expression of mean occupation number in any state of the finite system. The temperature dependence of the chemical potential, specific heat, and condensate fraction for the trapped finite-size Bose system is obtained numerically. We compare our results with the usual treatment which is based on the grand canonical ensemble. It is shown that there exists a considerable difference between them at sufficiently low temperatures, specially for the relative small numbers of Bose atoms. The finite-size scaling at the transition temperature for the harmonically trapped systems is also discussed. We find that the scaled condensate fractions for various system sizes and temperatures collapse onto a single scaled form.     

异核两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中暗孤子的形成及其性质

数值模拟准一维异核两组分玻色-爱因斯坦凝聚体在谐振子势阱中的运动,研究调制不稳定性条件(MI条件)下暗孤子的形成及其性质.在调制不稳定性条件下,凝聚体基态形成后,瞬间使组分间的相互排斥力变为相互吸引力,实时演化可以形成暗孤子.对各组分自身相互作用系数分析发现,它们之间满足一定关系时暗孤子在不同的组分内形成,而且形成的暗孤子在谐振子势阱中呈现周期性的往返对穿运动.讨论了形成暗孤子数目与两种粒子的质量比率和粒子数比率存在的关系.     

Momentum interferences of a freely expanding Bose-Einstein condensate due to interatomic interaction change

A Bose-Einstein condensate may be prepared in a harmonic trap with negligible interatomic interactions using a Feshbach resonance. If a strong repulsive interatomic interaction is switched on and the trap is removed to let the condensate evolve freely, a time dependent quantum interference pattern takes place in the short time (Thomas-Fermi) regime, in which the number of peaks of the momentum distribution increases one by one, whereas the spatial density barely changes. The effect is stable for initial states with interactions and realistic time-dependence of the scattering length.     

Fermi气体在势阱中的最大囚禁范围与状态方程

在Thomas-Fermi近似条件下,研究了n维广义幂律势阱中Fermi原子气体的最大囚禁范围,给出了n维势阱中气体的实际囚禁体积,导出了状态方程.结果表明,最大囚禁范围和囚禁气体压强不仅与势阱性质有关,也与自由理想Fermi系统的化学势有关.对三维球对称简谐势阱进行了应用,表明在Thomas-Fermi近似有效的前提下,当系统满足条件((kT)/(hω))² ((16π²g)/ 关键词： Fermi气体 n维势阱')" href="#">n维势阱 最大囚禁范围 状态方程     

Gaussian potentials facilitate access to quantum Hall states in rotating Bose gases

Through exact numerical diagonalization for small numbers of atoms, we show that it is possible to access quantum Hall states in harmonically confined Bose gases at rotation frequencies well below the centrifugal limit by applying a repulsive Gaussian potential at the trap center. The main idea is to reduce or eliminate the effective trapping frequency in regions where the particle density is appreciable. The critical rotation frequency required to obtain the bosonic Laughlin state can be fixed at an experimentally accessible value by choosing an applied Gaussian whose amplitude increases linearly with the number of atoms while its width increases as the square root.