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     

玻色-爱因斯坦凝聚体在光势阱中的量子隧穿

微观粒子因具有波动性而能以一定的概率穿过比它动能更高的势垒，这一现象称为隧道效应，玻色-爱因斯坦凝聚体在不同的囚禁势阱中表现出不同的隧穿特性，文章作者用周期瞬子方法首次研究了光势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的量子隧穿，研究表明，处在光势阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体不仅表现出Landau-Zenner隧穿，而且出现新的Wannier-Stark隧穿，Wannier-Stark隧穿系数大约是Landu-Zener隧穿系数的1000倍，并得到了隧穿率随温度的变化规律，包括经典热激活、热助隧穿和量子隧穿，理论的计算结果与Yale大学和意大利INFM研究组关于Landau-Zener隧穿的实验结果相符合，同时给出了如何在实验上发现Wannier-Stark隧穿的参数区间。     

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     

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.     

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.     

多个子玻色-爱因斯坦凝聚气体膨胀叠加形成的量子涡旋现象研究

基于二维模型,研究了多个子玻色-爱因斯坦凝聚气体在谐振势阱内膨胀叠加形成的量子涡旋现象.运用传播子方法,分析了对称分布的三个子玻色-爱因斯坦凝聚气体膨胀叠加形成宏观量子涡旋的物理过程,得到量子涡旋随时间演化的规律;发现涡旋核分布在谐振势阱内出现振荡;涡旋与反涡旋随时间演化而相互转变,并对这些现象进行了物理分析.     

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     

一维双组分玻色-爱因斯坦凝聚体系的量子隧穿特性

利用双模近似方法研究了一维双组分玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensates,BECs)的量子隧穿特性.从描述三维双组分BECs系统的Gross-Pitaevskii方程(GPE)出发,得到了描述一维体系的GP方程.把体系波函数写成原子数和相位指数的乘积,得到描述体系隧穿特性的费曼方程.数值求解费曼方程,研究了原子之间相互作用(双组分BECs体系原子之间的相互作用包括组分内部原子之间的相互作用和不同组分原子之间的相互作用)对隧穿特性的影响.结果显示,当原子之间的相互作用较弱时,体系发生量子隧穿现象,表现为原子数在平衡位置附近作周期振荡;随着原子之间相互作用增强,体系经历一个临界状态,进入自俘获状态,即由于原子之间相互作用的存在,在对称双势阱中演化的BECs可以呈现出原子数高度的不对称分布,好像绝大数原子被其中一个势阱俘获.从隧穿到自俘获原子之间的相互作用存在一个临界值,从而体系的能量也对应一个临界值,根据体系的哈密顿函数,就能求出相互作用临界值的表达式.     

Gross-Pitaevskii方程的数值解及其动力学研究

采用辛-打靶法求解了简谐势阱中碱金属玻色-爱因斯坦凝聚原子在T=0时的基态波函数,检验了波函数的稳定性,并研究了当简谐势阱突然改变时波函数随时间演化的动力学.     

双势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的绝热隧穿

研究了玻色-爱因斯坦凝聚体在双势阱中随着能级差绝热循环变化而发生的绝热隧穿.发现当相互作用较强且初态选择为凝聚体全部置于较浅势阱时,演化过程破坏绝热定理,而演化结果有可能回到初态,也有可能不回到初态,取决于演化周期的选择;另外还发现演化过程表现出对初态选择的依赖,具有不对称的特征.利用能级图和相图,对上述现象给出了解释. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 Landau-Zener模型 绝热隧穿     

玻色-费米混合气体的非线性Landau-Zener隧穿

在有相互作用的非线性两模系统中, 通过对相互作用参数的调节, 研究了该系统中玻色-费米混合气体的Landau-Zener隧穿现象. 研究发现, 其中某一组分的自相互作用会影响另一组分粒子的隧穿, 使得隧穿出现临界现象. 关键词： 玻色-费米混合气体 Landau-Zener隧穿 量子绝热隧穿     

偶极旋量玻色-爱因斯坦凝聚体在外场中的自旋混合动力学

探讨了外场中偶极旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的静态和动力学行为.研究结果表明,可以调节外场、自旋交换相互作用和偶极-偶极相互作用来调控三组分之间的隧穿,控制布居数动力学演化范围和相对相位动力学行为. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 偶极-偶极相互作用 自旋混合动力学     

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     

微腔对含单个费米子杂质Bose-Josephson结隧穿动力学的影响

本文研究含有一个费米子杂质的玻色爱因斯坦凝聚体在光学微腔作用下的隧穿动力学性质,探讨腔对单粒子隧穿过程的影响。从光学微腔与双阱中玻色子-费米子混合凝聚体耦合体系的哈密顿量出发,推导出与光学腔耦合强度有关的粒子隧穿基态能级差的解析表达式以及相对粒子数差的期望值。研究结果表明:光学腔与原子的耦合强度能够影响优先隧穿的粒子种类以及粒子隧穿的阶梯图形。     

费米-费米散射长度对费米超流气体在幺正极限区域的隧穿现象影响

运用双势阱模型通过调节费米-费米散射长度研究了超流费米气体在幺正极限区域的隧穿现象. 研究发现费米-费米散射长度对量子隧穿效应有显著的影响. 在确定的区域, 可以得到在双势阱中完全的量子隧穿现象, 而在另一些区域, 这种隧穿就完全消失. 由于在实验室中超流费米气体的散射长度是可以调节的, 所以在实验上可以实现通过调节散射长度来控制超流费米气体的宏观隧穿现象.     

自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚势垒散射特性的研究

对自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚中的双势垒散射问题进行了研究, 得到了系统透射系数的解析表达式, 并对如何克服Klein隧穿以及如何束缚Dirac粒子进行了讨论并给出囚禁Dirac粒子的实验方案. 此外, 运用时间劈裂谱方法对Dirac粒子势垒散射问题进行了数值模拟. 分析了Dirac粒子分别在势垒Klein阻塞区域中心以及边缘的透射情况. 最后从排斥和吸引相互作用两方面研究了非线性相互作用对于Dirac粒子演化的影响, 结果表明弱非线性相互作用对散射特性的影响非常小, 而强非线性相互作用会彻底破坏波包的动量分布, 从而改变Dirac粒子的势垒散射效果． 关键词： 自旋-轨道耦合 Klein隧穿 势垒散射 玻色-爱因斯坦凝聚     

三势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的开关特性

应用平均场近似的方法,研究了弱耦合的三势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的开关效应.当粒子置于左阱时,可以通过在中间势阱中加入少量粒子控制左阱粒子向右阱的隧穿,从而呈现出明显的导通与截止行为.对中间势阱的深度和相对相位的影响也进行了讨论,并指出了该理论模型的一些潜在应用前景. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 开关效应 三势阱 平均场近似     

三维非谐势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的数值计算

本文从G-P平均势场理论出发,探讨了三维球对称非谐势阱中玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的G-P方程;用数值计算方法研究了三维球对称非谐势阱中原子间有相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚气体的基态解;分析了非谐振势能项对玻色-爱因斯坦凝聚体的分布、能量和化学势的影响.     

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