扫描磁场中玻色-爱因斯坦凝聚体系的奇异自旋隧穿

用平均场的方法,研究了线性扫描磁场中自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体系的自旋隧穿.集中考虑⁸⁷Rb这种典型的碱金属原子凝聚体,根据外磁场扫描率的不同,研究了它的隧穿动力学.在慢扫描(即绝热条件)和快扫描条件下,体系无隧穿现象.对中等大小的扫描率,发现隧穿现象,且这个隧穿动力学对磁场扫描率非常的敏感,表现为看似混沌的隧穿区的存在.然而,把这个看似混沌的区域放大,发现在扫描率精度为10^-8T/s的量级上,隧穿率对磁场扫描率的关系实际是有规律的类周期结构.此外,还发现,实 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 自旋 隧穿     

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     

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.     

自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体在尖端势垒散射中的Klein隧穿

本文对自旋-轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体经过尖端势垒散射的过程进行了数值模拟,发现散射过程中存在Klein隧穿现象.相较于高斯势垒,尖端势垒散射的Klein阻塞及Klein隧穿区域会向较高势垒方向移动.在Klein隧穿区域,透射系数随势垒高度而振荡下降,且振幅随着势垒增高而逐渐减小.最后,分别讨论了原子相互作用对经典透射区域、Klein阻塞区域以及Klein隧穿区域散射过程的影响.     

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     

玻色-爱因斯坦凝聚实现10周年

自1995年首次实现玻色一爱因斯坦凝聚（BEC）以来，相关研究发展迅速．截止到2005年6月，已实现凝聚的碱金属原子气有六种：7^Li，23^Na，41^K,85^Rb，和133^Cs．自旋极化1^H最早被遴选为BEC的对象，但因技术上的难度问题，它的凝聚迟至1998年6月，是由“BEC教父”Daniel Kleppneer领导的小组实现的．     

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。     

玻色-爱因斯坦凝聚的相变特征

研究玻色-爱因斯坦凝聚的相变特征，证明了粒子间存在弱排斥相互作用的玻色系统的玻色-爱因斯坦凝聚是二级相变。     

两分量玻色-爱因斯坦凝聚系统的自旋压缩

在周期性脉冲撞击的两分量玻色－爱因斯坦凝聚系统中研究了自旋压缩动力学性质,结果表明：原子自旋压缩动力学能够揭示相空间的混沌和规则结构,即当初始相干态处在混沌区域时,自旋压缩在很短时间后消失,而当初始相干态处在规则区域时,自旋压缩则存在很长时间.特别是随着时间的演化,系统的平均自旋方向的分布和摆动也与初态所处的空间结构有着密切的联系.最后,研究了相空间的整体自旋压缩动力学,得到了一种较好的量子-经典对应. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 混沌 自旋压缩 平均自旋方向     

Spin current in a spinor Bose-Einstein condensate induced by a gradient magnetic field

We develop a research of spin currents in a ²³Na spinor Bose-Einstein condensate (BEC) by applying a magnetic field gradient. The spin current is successfully induced by the spin-dependent force arising from the magnetic field gradient. The dynamics of the spin components under the magnetic force is investigated. The study is promising to be extended to produce a longer spin-coherence and to enhance the sensitivity of the spin-mixing interferometry in a spinor BEC.     

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.     

Adiabatic tunneling of Bose–Einstein condensates with modulated atom interaction in a double-well potential

We study the adiabatic tunneling of Bose–Einstein condensates in a symmetric double-well potential when the interaction strength between the atoms is modulated linearly or in a cosine periodic form. It is shown that the system evolves along a nonlinear eigenstate path. In the case of linear modulation under the adiabatic approximation conditions, the tunneling probability of the condensate atoms to the other potential well is half. However, when the system is periodically scanned in the adiabatic process, we find an interesting phenomenon. A small change in the cycle period can lead to the condensate atoms returning to the right well or tunneling to the left well. The system comes from a linear eigenstate back to a nonlinear one, which is completely different from the linear eigenstate evolution. We explain the results by using the energy level and the phase diagram.     

Coherent spin dynamics in spin-imbalanced ferromagnetic spinor condensates

We study the coherent spin dynamics of a ferromagnetic spinor Bose–Einstein condensate(BEC)in its domain formation process with an arbitrary spin configuration.Through a simplified schematic view of the domain structure,a semiclassical theory that captures the essential dynamics of the system is presented,and the coherent spin mixing dynamics can be understood in terms of oscillation in the phase space diagram.Using the phase diagram analysis method,we identify new phases,including theπphase oscillation and the running phase for the spin-imbalanced ferromagnetic spinor BEC.     

梯度磁场中自旋-轨道耦合旋转两分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态研究

利用准二维Gross-Pitaevskii方程,研究了在梯度磁场中具有自旋-轨道耦合的旋转两分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构.探索了自旋-轨道耦合作用和梯度磁场对基态的影响.结果发现,在梯度磁场下,随着自旋-轨道耦合强度增大,基态结构由skyrmion格子逐渐过渡为skyrmion列.对于弱自旋-轨道耦合和小旋转频率情况,增大磁场梯度强度可导致基态由平面波相转变为half-skyrmion;对于强自旋-轨道耦合和大旋转频率情况,梯度磁场可诱导hidden涡旋的产生.梯度磁场、自旋-轨道耦合和旋转作为体系的调控参数,可用于控制不同基态相间的转化.     

Josephson junction of two-species Bose-Einstein condensates in a high-finesse optical cavity

The mean-field dynamics of undistinguishable two-species Bose Josephson junction coupled to a single mode high-finesse optical cavity is investigated.From the Hamiltonian,the phase portrait and the stationary points are given.It is shown that the role of the interspecies interaction equals the intraspecies interaction under suitable conditions.As the interspecies interaction increases,the trapped atoms will start tunneling between the two wells unnaturally for some special cases.