双δ激光脉冲作用下Paul阱中单离子的规则与混沌运动

考虑赝势近似下囚禁于Paul阱中的单离子与双δ脉冲型周期势相互作用系统的规则与混沌运动.应用积分方程方法得到系统的经典运动精确解,通过数值方法作出相空间轨道图和平均能量的时间演化曲线.结合分析与数值结果,发现两个有趣的结论.即在离子与单δ脉冲作用出现共振失稳的情形,在双δ脉冲作用下却出现了稳定的规则运动;离子随着双δ脉冲中两个脉冲之间的时间间隔减小而由规则运动转为混沌运动,其平均能量扩散的快慢与混沌运动的混乱程度相关.还研究了系统的共振失稳,发现通过 关键词： 双δ脉冲 囚禁离子 精确解 混沌     

脉冲式棘齿势场作用下囚禁离子的规则与混沌运动

考虑赝势近似下囚禁于Paul阱中的单离子与由脉冲式双激光驻波构成的棘齿势场的相互作用.应用积分方程方法得到系统的经典运动精确解，通过数值方法作出相空间轨道并计算由平均速度定义的流，结合分析与数值结果研究囚禁离子的规则与混沌运动特性.与单驻波型激光脉冲情形相比，发现两个重要的棘齿效应：一是脉冲式棘齿势场的作用导致参数空间混沌区域的改变，从而适当调节第二驻波参数，可使离子的规则运动变为混沌运动，或者混沌运动变为规则运动；二是通过分析平均流随激光参数的变化，发现棘齿势场的介入能使囚禁离子作平均意义下的单向输运，随着势场强度增加到混沌区域，流的强度明显减小并改变方向，系统进入混沌运动. 关键词： 脉冲式棘齿势 囚禁离子 混沌 输运     

激光脉冲作用下囚禁离子的规则与混沌运动

研究驻波型激光脉冲作用下，失谐量足够大时，囚禁于Paul阱中的单离子系统的久期运动.通过分析和数值计算相结合的方法，导出系统的精确解及其描述的时间演化性质，得到系统的规则和混沌运动轨道以及阱频很小时系统进入整体混沌的临界条件,并提出了控制系统共振失稳的方法. 关键词： 激光脉冲 囚禁离子 规则与混沌运动 精确解 稳定性     

无限深势阱中受击原子的能谱

研究了一维量子阱中受脉冲驻波场作用的原子的量子运动.利用直接微扰法,给出了该系统的一级近似波函数及能谱随时间的演化规律.通过理论分析和数值计算,得出系统共振的条件,当系统的外加驱动频率ΩD与未受微扰时系统的能级跃迁频率ΩT不遵循此条件时,系统能量的时间演化情形类似于一般KAM系统中所发现的经典混沌的量子抑制.而当ΩD与ΩT满足此要求时,则出现能量的量子共振现象.     

单核子在具有八极形变的平均势场中的混沌运动(I)相干态在势场中传播的理论表示

单核子在具有八极以上形变的平均势场中发现有混沌运动.通过研究系统非定态波函数的时间演化特征,而使研究量子混沌与研究经典混沌的思路更趋一致,特别是能体现量子状态对初始条件的敏感性.给出了当初态选为二维不对称谐振子动力学对称条件下的、满足坐标动量最小测不准关系的相干态时,八极形变耦合作用下量子状态正则变量的期望值及测不准度随时间演化的理论表示.     

基于忆阻器的多涡卷混沌系统及其脉冲同步控制

忆阻器是一种具有记忆功能和纳米级尺寸的非线性元件,作为混沌系统的非线性部分,能够提高混沌系统的信号随机性和复杂度.本文基于增广Lü系统设计了一个三维忆阻混沌系统.仅仅通过改变系统的一个参数,该系统能产生单涡巻、双涡卷和四涡巻的混沌吸引子,说明该系统具有丰富的混沌特性.首先对该忆阻混沌系统的基本动力学行为进行了理论分析和数值仿真,如平衡点稳定性、对称性,Lyapunov指数和维数,分岔图和Poincare截面等.同时,建立了模拟该忆阻混沌系统的SPICE(simulation program with integrated circuit emphasis)电路,给出了不同参数下的电路实验相图,其仿真结果与数值分析相符,从而验证了该忆阻混沌系统的混沌产生能力.由于脉冲同步只在离散时刻传递信息,能量消耗小,同步速度快,易于实现单信道传输,因而在混沌保密通信中更具有实用性.因此,本文从最大Lyapunov指数的角度实现了该忆阻混沌系统的脉冲混沌同步,数值仿真证实了忆阻混沌系统的存在性以及脉冲同步控制的可行性,为进一步研究该忆阻混沌系统在语音保密通信和信息处理中的应用提供了实验基础.     

弱相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋动力学与量子混沌轨道简

利用变分法和数值模拟方法,我们分别从解析上和数值上研究了弱相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体中不同涡旋蔟的动力学性质.借助玻姆量子力学中的方法,我们定义了相应量子流体中的量子轨道,并且研究了由于不同涡旋结构的存在而导致量子轨道出现混沌的性质.当存在一单涡旋,我们发现混沌轨道出现与否和涡旋轨道的形状紧密相关.此外,玻色凝聚体原子中的两体相互作用对各向异性谐振子势下涡旋对出现时量子轨道混沌的发生也具有重要的作用.因为这一非线性相互作用会破坏相应速度场的时间周期性.最后,在涡旋极子情形下,我们还讨论了由于涡旋相互激发或淹没的作用而导致规则岛膨胀的性质.这些规则区域镶嵌在一定的混沌海中.     

激光脉冲作用下囚禁离子在Lamb-Dicke区域精确的量子运动

研究驻波型激光脉冲作用下,囚禁于Paul阱中的单离子在Lamb-Dicke区域的久期运动.通过试探解方法,得到系统的量子力学精确解.基于精确解描述的概率波包串,发现：1）波包串中心以及波包串的高度和宽度受激光脉冲强度的控制,通过调节激光强度可以控制波包串的形变和传播;2）在激光脉冲作用瞬间,离子的能量期待值发生跳变,而在激光关闭时段,有窄的能带形成;3）存在一个激光脉冲强度的临界值,在临界点附近,系统的稳定性发生变化.     

激光脉冲作用下囚禁离子在Lamb-Dicke区域精确的量子运动

研究驻波型激光脉冲作用下,囚禁于Paul阱中的单离子在Lamb-Dicke区域的久期运动.通过试探解方法,得到系统的量子力学精确解.基于精确解描述的概率波包串,发现：1）波包串中心以及波包串的高度和宽度受激光脉冲强度的控制,通过调节激光强度可以控制波包串的形变和传播;2）在激光脉冲作用瞬间,离子的能量期待值发生跳变,而在激光关闭时段,有窄的能带形成;3）存在一个激光脉冲强度的临界值,在临界点附近,系统的稳定性发生变化. 关键词： 囚禁离子 激光脉冲 Lamb-Dicke近似 精确解     

原子势对阈上电离平台的影响

本文从理论上分别研究了长程和短程原子势对阈上电离光电子谱平台结构的影响. 发现在相当大的激光参数范围内, 长程势的阈上电离谱总是呈现出清晰的双平台结构; 对于短程势, 阈上电离谱双平台的界限不再清晰, 随着入射激光强度的减小, 逐渐从双平台过渡到单平台. 基于经典分析和量子力学数值模拟, 阐明了在不同模型势下, 电离速率的差别和再散射电子弹性碰撞截面的不同导致了上述平台结构的差异．此外, 还讨论了激光脉冲空间强度分布对这一现象的影响. 关键词： 阈上电离 离子势影响 中红外激光脉冲     

单核子在具有八极形变的平均势场中的混沌运动(I)相干态在势场中传播的理论表示

单核子在具有八极以上形变的平均势场中发现有混沌运动．通过研究系统非定态波函数的时间演化特征,而使研究量子混沌与研究经典混沌的思路更趋一致,特别是能体现量子状态对初始条件的敏感性。给出了当初态选为二维不对称谐振子动力学对称条件下的、满足坐标动量最小测不准关系的相干态时,八极形变耦合作用下量子状态正则变量的期望值及测不准度随时间演化的理论表示．     

对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚系统在周期驱动下的动力学相变及其量子纠缠熵表示

研究了在对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系粒子间相互作用项上外加周期调制而引起的系统动力学相变,特别地研究了该系统通向混沌的相变过程.发现在一定驱动参数下,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性现象,即混沌.在混沌区域,粒子在各量子态随机分布,平均布居数差在零附近波动.特别地,研究表明,混沌现象的出现可以用量子纠缠熵来表征,混沌现象出现时,两种平均纠缠熵都趋于它们的最大值. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 双势阱 混沌 纠缠熵     

粒子在 Hénon-Heiles势中的逃逸动力学模拟

利用庞加莱截面和相空间轨迹方法对粒子在Hénon-Heiles势中的逃逸动力学进行了模拟.粒子的动力学性质敏感地依赖于粒子的能量.数值计算表明当能量很小时,粒子的运动是规则的;随着能量的增加,粒子的运动开始出现混沌.当能量增加到鞍点能Es时,几乎所有的相空间轨迹都是混沌的.当粒子的能量E>Es,粒子可以越过势阱发生逃逸.对于给定的大于Es的能量, 我们画出了粒子的逃逸-时间曲线和逃逸轨迹.我们的研究对于研究混沌传输和逃逸动力学具有一定的参考价值.     

声光双稳系统的混沌同步

首先给出布拉格型声光双稳系统耦合驱动的混沌同步化方案，用最大条件Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数分析方法得出耦合驱动下系统混沌输出同步化条件，发现通过适当比例的耦合驱动可以使两组混沌系统达到同步的混沌输出。分析此混沌同步化方案可以抵抗噪声的干扰，并且在两系统出现偏差时仍可以实现混沌同步，找到了实用的单变量延时微分系统非Ｐｅｃｏｒａ－Ｃａｒｒｏｌｌ规则的混沌同步化方案。最后做了实验验证。     

Duffing系统随机相位抑制混沌与随机共振并存现象的机理研究

针对随机相位作用的Duffing混沌系统, 研究了随机相位强度变化时系统混沌动力学的演化行为及伴随的随机共振现象. 结合Lyapunov指数、庞加莱截面、相图、时间历程图、功率谱等工具, 发现当噪声强度增大时, 系统存在从混沌状态转化为有序状态的过程, 即存在噪声抑制混沌的现象, 且在这一过程中, 系统亦存在随机共振现象, 而且随机共振曲线上最优的噪声强度恰为噪声抑制混沌的参数临界点. 通过含随机相位周期力的平均效应分析并结合系统的分岔图, 探讨了噪声对混沌运动演化的作用机理, 解释了在此过程中随机共振的形成机理, 论证了噪声抑制混沌与随机共振的相互关系.     

对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚系统在周期驱动下的动力学相变及其量子纠缠熵表示

研究了在对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系粒子间相互作用项上外加周期调制而引起的系统动力学相变，特别地研究了该系统通向混沌的相变过程.发现在一定驱动参数下，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性现象，即混沌.在混沌区域，粒子在各量子态随机分布，平均布居数差在零附近波动.特别地，研究表明，混沌现象的出现可以用量子纠缠熵来表征，混沌现象出现时，两种平均纠缠熵都趋于它们的最大值.     

一类含时变间隙的强非线性相对转动系统分岔和混沌

建立一类具有时变间隙的两质量相对转动系统的强非线性动力学方程.应用MLP方法求解出变换参数,并运用多尺度法求解该系统发生1/2亚谐共振时的分岔响应方程,采用奇异性理论分析得到系统稳态响应的转迁集,并且得到系统在非自治情形下的分岔特性以及系统的分岔形态.最后通过数值仿真得到系统在间隙和阻尼参数变化下的分岔和混沌行为,发现随着系统参数变化系统将出现周期运动、倍周期运动以及混沌等多种不同的运动形态.     

具有脉冲增益调制自由电子激光器的光场混沌

用唯象理论模型讨论了储存环型自由电子激光振荡器的光场混沌问题.通过理论分析和数值模拟发现:当激光共振腔内的增益调制由周期振荡型变为周期脉冲型时,随着调制参数的改变,光场强度随时间的变化仍然要经过一个由倍周期分叉进入混沌状态的过程。相应的最大Lyapunov特征指数证明了光场混沌的存在。进一步研究表明:周期脉冲型增益调制比周期振荡型增益调制更接近于实际情况,因为它给出的光场时间结构与实验测得的结果更接近.     

第十五届全国原子与分子物理学术会议投稿论文:粒子在 Hénon-Heiles势中的逃逸动力学模拟

利用庞加莱截面和相空间轨迹方法对粒子在Hénon-Heiles势中的逃逸动力学进行了模拟。粒子的动力学性质敏感地依赖于粒子的能量。数值计算表明当能量很小时，粒子的运动是规则的；随着能量的增加，粒子的运动开始出现混沌。当能量增加到鞍点能 时,几乎所有的相空间轨迹都是混沌的。当粒子的能量 , 粒子可以越过势阱发生逃逸。对于给定的大于 的能量, 我们画出了粒子的逃逸－时间曲线和逃逸轨迹。我们的研究对于研究混沌传输和逃逸动力学具有一定的参考价值。     

周期驱动玻色-爱因斯坦凝聚系统的棘齿效应

研究了周期脉冲驱动下的玻色-爱因斯坦凝聚体系（BEC）的动力学演化.其中着重考虑了BEC原子间的非线性相互作用对量子棘齿效应的影响.数值计算结果表明,较弱的非线性相互作用可以减弱定向动量流的强度.而较强的非线性相互作用则会使量子棘齿效应消失甚至发生反转,即系统会出现反向的定向动量流,而且随着时间的演化,动量流会表现出微弱的饱和趋势.计算还发现,高阶量子共振下系统的棘齿效应变得很不明显,而且外部驱动势的周期噪声很容易破坏体系的棘齿效应. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 量子混沌 量子共振 棘齿效应