两模光机械系统中超冷原子的量子相变

Dicke模型(DM)用于描述单模玻色光场与多个全同二能级原子相互作用。本文利用自旋相干态变分法得到两模光机械系统中基态能量的精确解,并通过变分法求得相变点并画出基态相图,并在此基础上研究原子-场耦合强度等系统参数对基态稳定性的影响。通过稳定性讨论,我们发现:原子-光子耦合常数g和光子-声子耦合常量ζ都会对光机械系统的基态特性产生影响。当双模光腔变成单模光腔时,机械振子能诱导超辐射相的塌缩;而且当光子-声子耦合强度大时,超辐射相被完全压制,而直接出现两原子能级之间的转移;存在不稳定的非零光子态,类似于超辐射态。光机械腔中光子-声子耦合诱导的超辐射态的塌缩和复苏是不同于光腔内囚禁的BEC系统,即机械振子不存在时的情况,而双模光腔对量子相变点和相图预期也会有影响。可见,分析机械振子的对多稳性和相关的量子相变的影响是非常有意义的课题。     

有限温度下腔光机械系统中N个二能级原子的相变和热力学性质

研究了含有非线性相互作用的腔机械系统中N个二能级原子在有限温度下的相变和相关的热力学性质,采用虚时路径积分方法推导出系统的配分函数,求得系统的有效作用量.通过对有效作用量进行变分得到系统的热力学平衡方程和原子布居数期待值的解析表达式,重点研究了原子-场耦合强度、非线性原子-光相互作用、非线性声子-光子相互作用等影响下系统的相变,发现除了会发生由正常相到超辐射相的二阶相变外,还会出现正常相和亚稳的超辐射态共存的现象,同时会发现三相(正常相、超辐射相、亚稳的超辐射态)共存点.有限温度的升高,会使正常相到超辐射相的二阶相变点向原子-场耦合强度增大的方向移动;当非线性原子-光相互作用(正或负)增强时,相变点会向原子-场耦合强度弱的方向移动;声子-光子相互作用会导致出现超辐射不稳定态;有限温度下,在正常相区熵为定值,而在超辐射相区熵随原子-场耦合强度的增强迅速递减为零.     

非线性相互作用诱导下光腔中超冷原子的新奇量子相变

Dicke模型是描述N个二能级原子与单模腔场集体耦合的系统。本文在标准Dicke模型的基础上引入原子-光非线性相互作用,使用自旋相干态变分方法从理论上给出基态能量泛函,并且在实验参数下通过可调的非线性原子-光相互作用给出了宏观多粒子量子态的丰富结构。本文主要呈现出蓝失谐和红失谐下原子数反转态、双稳的正常相、共存的正常-超辐射相等丰富的基态特性。     

光腔中两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的受激辐射特性和量子相变

研究了单模光腔中两组分玻色-爱因斯坦凝聚的基态性质和相关的量子相变.通过利用自旋相干态变换将等效赝自旋哈密顿算符对角化并求得基态能量泛函.基态能量泛函对其经典场变量进行变分并取极小值,得到光子数解和相边界曲线.通过稳定性讨论发现系统除了出现正常相和超辐射相之外,还得到了多稳的宏观量子态;受激辐射来自于原子数反转的集体态,单组分的Dicke系统中并没有此现象;受激辐射只能从一组分的原子中产生,而另外的仍保持在普通超辐射状态.通过调整相关的原子-场耦合强度和频率失谐,超辐射和受激辐射态的顺序可以在原子的两个组分之间互换.     

单模光腔中N个二能级原子系统的有限温度特性和相变

本文研究单模光场中N个二能级原子Dicke模型的有限温度特性和相变. 把原子赝自旋转换为双模费米算符, 用虚时路径积分方法推导出系统的配分函数, 对作用量变分求极值得到系统的热力学平衡方程, 及原子布居数期待值和平均光子数随原子-光场耦合强度变化的解析表达式. 重点研究了在量子涨落起主导作用的低温区, 由耦合强度变化产生的从正常相到超辐射相的相变, 指出该相变遵从Landau连续相变理论, 平均光子数可作为序参数, 零值表示正常相, 大于零则为超辐射相. 在零温极限下本文的结果和量子相变理论完全符合. 另外, 本文也讨论了系统的热力学性质, 比较有限温度相变和量子相变的异同. 发现, 在强耦合区低温稳定态的光子数和平均能量都和绝对零度的值趋于一致, 而超辐射相的熵则随耦合强度的增强迅速衰减为零.     

T-C模型的多稳态和Dicke相变

本文用相干态变分法研究了旋波近似下单模光腔中两个二能级原子多稳态和Dikce相变.首先我们得到系统的本征态和本征能量,并通过变分求解不同的光子数解和边界条件.通过调节参数,多重稳定态等丰富相图被呈现,系统除了正常相到超辐射相的量子相变,还出现一组分原子反转的正常态到受激辐射态的相变,而两组分原子都反转的正常态在全空间稳...     

光腔中的超冷原子气体

近年来,光腔和冷原子气体的耦合系统受到了越来越多的关注。本文简要综述了近年来该领域在理论和实验方面的一些进展,重点关注其中的超辐射相变,并围绕光腔–原子耦合这一特征,分别介绍了超冷玻色气体和费米气体中的新奇量子相和量子相变。这些研究工作展示了该系统在非平衡态物理、多体系统的量子模拟、人造规范势和人造自旋–轨道耦合等方向的价值和意义。     

激光驱动下腔与玻色-爱因斯坦凝聚中的量子相变

Dicke模型中的量子相变在三十多年前已被预言,该模型描述的是N个二能级原子与单模腔场集体耦合的系统.在标准Dicke模型的基础上加入原子光的非线性相互作用和含时外场驱动,使用含时幺正变换和Holstein-Primafoff变换方法从理论上推导出基态能量表达式.并且给出了丰富的相图,而且这些性质最近已有文献从实验上验证.本文主要呈现了非线性相互作用和外场驱动对量子相变的影响.     

场的电效应和磁效应诱导的量子相变

Dicke模型中的量子相变近年来引起了人们很多的关注,而且在量子信息中有着非常重要的应用。Dicke模型研究N个二能级原子与单模电磁场相互作用,在电偶极近似下存在由正常相到超辐射相的二阶量子相变。本文运用自旋相干态(SCS)变分法不仅考虑了场的电效应而且考虑磁效应所引起的量子相变,理论上发现了该系统中不仅存在Dicke模型中的二级量子相变而且还出现一级量子相变。在实验上,我们可以通过测量平均光子数或原子布居数来验证此类量子相变的发生。     

利用多光子相互作用实现量子信息传递

利用全量子理论,研究了多原子-腔场系统中多光子相互作用的过程,给出了不同情况下系统的一般演化式,发现利用此过程可实现量子纠缠信息的传递:只要控制腔场与原子相互作用的时间即原子以特定速度通过腔场时,处于基态的原子与存储纠缠信息的腔场相互作用的结果使原子获得量子纠缠信息;相反,纠缠原子中的量子纠缠信息也可传递给处于真空态的腔场;基态原子作为"飞行的量子比特"还可将量子纠缠信息从一个腔场传递到另一个腔场。该结论适应于讨论任意多个原子-腔场系统中任意多个光子相互作用的普遍情形。     

基于lucidshape的投影型前照灯的曲面设计

投影型前照灯是自适应前照灯AFS系统的硬件基础,利用逐次逼近法求解非球面透镜母线二元高次方程,建立非球面透镜数学模型,解决非球面曲面的母线方程求解复杂,不能显化反映非球面透镜已知参数间关系的问题;利用轴长渐变法实现双焦点多椭圆反射曲面从水平面到垂直面的光滑过渡,建立双焦点多椭圆反射面曲面方程,完成投影型前照灯反射镜面的设计。利用lucidshape软件建立投影型前照灯光学模型,并进行仿真实验,实验结果表明:利用逐次逼近法设计非球面透镜和轴长渐变法设计双焦点多椭圆反射镜面方法可行,设计出的投影型前照灯满足GB4599-2007及ECE R112法规的配光要求,提高了前照灯的照明质量,并降低了炫目效果。     

在不同转角下测量圆盘的转动惯量产生误差的研究

由于实验用三线摆法测定物体转动惯量的转角较大,但是理论推出的转角一般控制在5度以内,故现采用投影法和平均值计算转角的方法来研究在不同转角下测量圆盘的转动惯量产生的误差,并分析圆盘转动惯量测量值与理论值的百分差与转角之间的关系,最后得出圆盘转动惯量测量值与理论值的百分差随转角变化成二次曲线。     

辐射传输中的相函数展开方法研究

从辐射传输方程中相函数的展开方法出发，分别介绍了δ-M展开法和δ-fit展开法，并对这两种相函数展开方法进行了比较。结果表明，在相函数展开中，当所取勒让德多项式的阶数相同时，δ-M法的图像始终在真实相函数附近波动，始终无法逼近真实的相函数的值，而δ-fit法符合较好。     

彩虹全息图的假彩色编码方法

本文在三基色原理的基础上，分析了在彩虹全息术中的两种假彩色编码方法——多狭缝假彩色编码方法和参考光假彩色编码方法。     

Study on the Characteristic of IR Radiation from the Target of a Shell Containing the Cone

In this paper, based on the analysis of the thermal environment where the space target embeds and the study of thermal exchanges between the environment and the space target, the mathematics model of the temperature field for the shell containing the cone is built by using the thermal network method, the temperature and the illuminance value in the detector of the target is calculated, the characteristic of the distribution of temperature and IR radiation from the shell containing the cone is discussed in detail.     

Singular 1-soliton and Periodic Solutions to the Nonlinear Fisher-Type Equation with Time-Dependent Coefficients

In this article,we establish exact solutions for the variable-coefficient Fisher-type equation.The solutions are obtained by the modified sine-cosine method and ansatz method.The soliton and periodic solutions and topological as well as the singular 1-soliton solution are obtained with the aid of the ansatz method.These solutions are important for the explanation of some practical physical problems.The obtained results show that these methods provide a powerful mathematical tool for solving nonlinear equations with variable coefficients.     

Tuning the growth of ZnO nanowires

ZnO nanowires (NWs) with different diameters were obtained by controlling the particles of ZnO sub-layer (SL) exploring hydrothermal method; the diameter of the epitaxial NWs could be tuned from 60 to 146 nm when using SL with a thickness of 70 nm. The thickness of the SL would influence the orientation of the NWs. The top agglomerate NWs could be formed on the SL with a thickness of 10 nm, and the NWs with better orientation were obtained using SL with a thickness of 70 nm. Well aligned ZnO NWs grew perpendicular to the completely stress released SL. The diameter of the NWs was also greatly influenced by the solution concentration; thus ultra fine (diameter∼11 nm) ZnO NWs were obtained through adjusting the solution concentration to 0.001 mol/L. Through our research, we also found that the growth rate of the NWs could also be influenced by the different polarity surface of the SL. In other words, the size of the ZnO NWs could be tuned exactly under optimal conditions.     

Exact traveling wave solution of nonlinear variants of the RLW and the PHI-four equations

By means of the modified extended tanh-function (METF) method the multiple traveling wave solutions of some different kinds of nonlinear partial differential equations are presented and implemented in a computer algebraic system. The solutions for the nonlinear equations such as variants of the RLW and variant of the PHI-four equations are exactly obtained and so the efficiency of the method can be demonstrated.     

计算机C语言在大学物理实验中的应用

介绍了一种用于处理大学物理实验数据的C语言实用程序，探讨了提高学生综合利用多学科知识解决实际问题的能力的教学方法     

Calculation of the Mass of X（3872） by the Mandelstam Generalization of the Gell-Mann-Low Method

On the basis of assuming that the narrow state X（3872） is a molecule state consisting of D0 and D＊0, we apply the Mandelstam generalization of the Ge11-Mann-Low method to calculate the matrix element of quark current between the heavy meson states described by Bether-Salpeter wave function. In calculation of the matrix element of quark current the operator product expansion is used in order to include the nonperturbative contribution of the vacuum condensates. In this scheme we calculate the mass of X（3872）. We believe that this scheme is closer to QCD than the previous work.