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。     

三势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的三模量子纠缠

在对称三势阱中，通过绝热地调节势阱间两个相邻势垒的高度，使得相邻的玻色-爱因斯坦凝聚体发生交叉弹性碰撞，选择适当的相互作用时间，我们提出了一种制备三体玻色-爱因斯坦凝聚场模量子纠缠的理论方案。接着，基于两体concurrence的计算方法，我们获得了该三体场模纠缠态的剩余纠缠度。[编者按]     

双色光晶格势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的Landau-Zener隧穿行为

考虑玻色-爱因斯坦凝聚体局限于周期性的双色光晶格势阱中,研究其中的Bloch能带结构、第一能隙和第二能隙的Landau-Zener隧穿行为.结果表明,随着双色光晶格势阱的主、次晶格相位差从0增加到π,Bloch能带中第一能隙宽度逐渐增加,而第二能隙宽度逐渐减小.同时发现,双色光晶格势阱的主、次晶格深度及其相位差对第一能隙和第二能隙的Landau-Zener隧穿性质有重要的影响.     

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.     

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.     

三体作用下准一维玻色-爱因斯坦凝聚体中表面带隙孤子及其稳定性

数值研究了具有三体相互作用的均匀介质界面和半无限雅克比椭圆正弦势下准一维玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensate,BEC)中的表面带隙孤子及其稳定性.在平均场近似下,其动力学行为可用3次-5次Gross-Pitaevskii方程描述.首先用牛顿-共轭梯度法寻找表面带隙孤子,发现表面亮孤子仅当化学势小于0时才可于带隙内激发,但表面扭结孤子和气泡孤子既可存在于带隙中也可存在于能带中.然后采用线性稳定性分析和非线性动力学演化研究了孤子的稳定性,结果表明三体相互作用会明显影响表面亮孤子的稳定性,表面扭结孤子既有稳定的也有不稳定的,但表面气泡孤子均不稳定.     

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.     

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     

玻色爱因斯坦凝聚体中杂质的相互作用

文章研究了两个杂质浸入玻色凝聚体中的相互作用.通过使用微扰法,计算了在弱杂质-玻色子相互作用区域中的基态能量.结果表明基态能量与两杂质之间的相对距离有关.从基态能量出发,研究发现不管杂质与玻色子相互作用是处在排斥状态还是吸引状态,两杂质之间都有保持吸引趋势;而当一个杂质与玻色子相互作用是吸引时,另一个为排斥时,两个杂质之间呈现出了排斥的效果.通过杂质之间有效力的计算也验证了上述现象,进一步研究凝聚体密度背后的力学机制,再次得出了一致结论.     

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.     

具有纠缠序参量的玻色-爱因斯坦凝聚体

对最近提出的具有纠缠序参量的玻色-爱因斯坦凝聚体作通俗简要的介绍.在这个凝聚体中,不同种原子间形成自旋纠缠的原子对,而系统就在这个纠缠对上发生玻色-爱因斯坦凝聚.     

具有纠缠序参量的玻色-爱因斯坦凝聚体

对最近提出的具有纠缠序参量的玻色-爱因斯坦凝聚体作通俗简要的介绍．在这个凝聚体中，不同种原子间形成自旋纠缠的原子对，而系统就在这个纠缠对上发生玻色-爱因斯坦凝聚.     

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。     

偶极玻色-爱因斯坦凝聚体干涉产生涡旋的数值研究

偶极原子间的相互作用具有长程各向异性且具有同时吸引和排斥的特点,因此偶极相互作用对偶极玻色-爱因斯坦凝聚体之间的干涉现象影响明显。本文用虚时演化方法和时间劈裂傅里叶谱方法具体研究了偶极原子极化方向对偶极凝聚体之间干涉现象的影响,当偶极原子极化矢量在凝聚体所处平面的投影方向关于两偶极凝聚体初始分割线对称时,凝聚体干涉图样也关于分割线对称,而干涉产生的涡旋手性刚好相反。当偶极原子间的相互作用各向异性时,偶极凝聚体干涉产生的涡旋分布呈现如下特征：当投影方向与初始分割线平行时,干涉不会产生涡旋,形成的干涉条纹为直线形且条纹宽度相同;当投影方向与初始分割线夹角接近π/4（或3π/4）时,在干涉图样的中心区域形成可见的沿直线分布的正（或反）涡旋结构;当投影方向与初始分割线夹角接近π/2时,中心区域会形成涡旋-反涡旋对。     

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。     

稀薄原子气体玻色-爱因斯坦凝聚近期研究进展简介

论述了自1999年涡旋态在稀薄碱金属原子气体的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中成功实现以来有关的BEC理论和实验研究的进展及作近期的部分探索，并介绍了相关的基本概念和理论。     

对称双阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的量子隧穿的临界态

在半经典理论框架下利用平均场和双模近似理论研究在弱相互作用、无衰减效应和无周期调制时,在对称双阱中在两个玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)之间初始相位差分别为0和π的情况下临界态时BEC的动力行为,并进行了相应分析.由于系统是保守系统,在临界态时原子不会象有衰减效应时一样自动停止振荡,而是会作永不停止的无规则振荡.原子振荡在Josephson振荡和自捕获振荡之间的临界态时既呈现Josephson振荡的特征,又呈现自捕获振荡的特征,而在π相位模式自捕获振荡和φ(O)=π的running phase模式自捕获振荡之间的临界态时既呈现π相位模式自捕获振荡的特征,又呈现φ(0)=π的running phase模式自捕获振荡的特征.     

两体和三体相互作用下的非线性Landau-Zener隧穿的圈结构研究

在加速光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）,当同时考虑两体和三体相互作用时,其能级结构、隧穿率出现了独特的特性.在一维加速光晶格中的BEC,当两体和三体相互作用参数满足一定条件时,非线性两能级体系的能级结构中出现了圈结构,研究得出了圈的宽度随两体和三体相互作用参数变化的关系,并由此分析圈结构的出现及其大小对BEC隧穿率的影响.     

两体和三体相互作用下的非线性Landau-Zener隧穿的圈结构研究

在加速光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）,当同时考虑两体和三体相互作用时,其能级结构、隧穿率出现了独特的特性.在一维加速光晶格中的BEC,当两体和三体相互作用参数满足一定条件时,非线性两能级体系的能级结构中出现了圈结构,研究得出了圈的宽度随两体和三体相互作用参数变化的关系,并由此分析圈结构的出现及其大小对BEC隧穿率的影响.