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     

原子的玻色-爱因斯坦凝聚

综述了玻色－－爱因斯坦凝聚（ＢＥＣ）实验研究工作的进展，介绍了玻色－爱因斯坦凝集的概念、形成条件和相关的实验技术，叙述了玻色－爱因斯坦凝集体（ＢＥＣ）和物理性质，展望了发展前景。     

玻色-爱因斯坦凝聚的瞬态过程

众所周知 ,玻色 -爱因斯坦凝聚 (BEC)是指成千上万的原子以稀薄气体的形式在瞬间凝聚到具有相干性的基态上 ,这种状态可以显示许多极有意义的量子效应 .当然要出现BEC状态 ,首要的条件是必须让系统处于临界点 .但长期以来科学家们却很少关注凝聚时的崩塌现象 .最近荷兰原子与分子物理研究所的J .Walraven教授及其研究组对此进行了研究 ,他们细致地观察了这个崩塌现象 ,并发现了在凝聚时出现的奇异的类似于雪茄烟状的凝聚云团 .研究组采用“激波冷却 (shockcooling)”方法来冷却原子 (即利用无线频率波使原子在 1ms内迅速冷却 ,而不是采…     

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．     

约瑟夫森效应的发现

基于史料、阐述了约瑟夫森效应的发现过程。     

有限数目捕获原子的玻色-爱因斯坦凝聚

研究了各向异性谐振子捕获势中有限数目原子的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC),结果表明：对有限数目捕获原子来说,它的BEC临界温度比热力学极限下捕获原子的BEC临界温度要低,原子间的相互作用也将提高（散射长度为负）或降低（散射长度为正）原子BEC临界温度．临界温度以下体系的比热随温度的变化行为不再是T^3/2,而近似为T³．在定域密度近似下,还研究了各向同性捕获势中原子的空间分布,对有限数目的原子来说,它的密度比势力学极限下的要小,原子间的相互作用也降低原子的空间分布密度． 关键词：     

玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)实验及其最新进展

近年来,有关玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的实验研究得到了快速发展,并取得了一系列重大的实验进展。本文重点介绍了玻色-爱因斯坦凝聚的实验结果及其最新进展,主要包括具有正、负散射长度碱金属(7Li,23Na,41K,85Rb,87Rb和133Cs)原子BEC的实现,自旋极化1H原子、亚稳态4He原子和具有2个价电子的174Yb稀土原子BEC的实现,全光型BEC和微阱BEC乃至低维BEC的实现,甚至分子BEC和费米原子对的凝聚以及超冷BEC凝聚体的应用等。     

广义玻色-爱因斯坦凝聚的相变特征

1924年，爱因斯坦把玻色对光子的统计方法推广到全同粒子，并预言，当温度低于某个转变值时，就会有宏观数目的粒子同时占据基态，即基态粒子数NO和粒子总数N之比NO／N在N趋于无穷大时趋于一非零值，这种现象就称为玻色-爱因斯坦凝聚（Bose—Einstein Condensation，缩写BEC）。BEC虽与蒸气凝聚有许多类似之处，但又有着本质的不同。因为BEC是在动量空间的凝聚，     

中性原子的玻色—爱因斯坦凝聚

1995年物理学的一件大事是在铷、钠等中性原于中实现了玻色—爱因斯坦凝聚。本文简要综述其历史背景、实验进展和理论挑战。     

物理学家产生新的物态：玻色—爱因斯坦凝聚

１９９５年６月５日．美国国家标准和技术研究所和科罗拉多大学物理系联合研究所（ＪＩＬＡ）的物理学家怀曼（Ｃ．ｗｉｅｍａｎ）和康耐尔（Ｅ．Ｃｏｒｎｅｌｌ）等人，采用激光冷却和蒸发冷却的联合技术．首先在原于钩（８７Ｒｂ）的蒸汽中产生了玻色－爱因斯坦凝聚（ＢＥＣ），使上千个原子进入同一个量子态［１］．这一发现轰动了整个物理界，美国《科学》杂志显要地报道了这个消息［２，３］．麻省理工学院的一位在探素ＢＥＣ方面很有经验的原子物理学家——克理普耐尔（Ｋｌｅｐｐｎｅｒ）说：“这是一项惊人的发现，简直让我透不过气…     

从金属原子气样本上观察到约瑟夫森效应

1962年由B·D·约瑟夫森首先在理论上预言了电子能通过两块超导体之间薄绝缘层的量子隧道效应，这个预言在一年之后得到了实验上的证实．为表彰约瑟夫森的理论预言，1973年授予他诺贝尔物理学奖，由此普遍称为约瑟夫森效应．该效应的内容得到充实和完善，应用也快速发展，逐渐形成一门新兴学科——超导电子学．两块超导体夹一层厚度适当的薄绝缘材料的组合称S-I-S超导隧道结或约瑟夫森结．约瑟夫森效应分为两种：     

费米原子对的玻色-爱因斯坦凝聚

通过磁场可以用原子散射的Feshbach共振来调节原子间的相互作用，使之成为排斥或吸引，以及改变作用的强度，运用这个方法可以使费米原子形成分子，也可以在多体作用下形成费米原子配对，在温度够低的条件下可以得到分子的BEC以及原子配对的凝聚体，这些现象在实验室中的实现是2004年物理学的重要成就之一，本文对此给予简短的评述。     

玻色-爱因斯坦凝聚在中国科学院上海光机所实现

文章报道了在稀薄87Rb原子气体中观测到的玻色 -爱因斯坦凝聚 (BEC)现象 .在四极矩和Ioffe组合磁阱 (QUIC)中装载了 1× 10 8个原子 ,经过 19s蒸发冷却达到了相变条件 .在高原子密度的情况下 ,文章作者观察到了BEC对探测光的衍射光环 .这时降低磁阱势垒和绝热的放开冷原子样品 ,我们拍摄到冷原子和BEC的吸收像 .根据数据拟合满足双高斯分布 ,表明发生了BEC相变 .相变温度约 2 15nK ,凝聚的原子数约为 5× 10 4 .     

激发态氦原子的玻色—爱因斯坦凝聚

1996年 ,《科学美国人》杂志的资深记者约翰·霍根出版了他的一本科普著作———《科学的终结》 .在书中霍根断言 :科学发现的伟大时代已经一去不复返了 .这一令人瞩目的观点 ,加上作者对众多科学家尖刻的讽刺 ,使得该书在上市不久便引发了科学界乃至社会各界的争论 .美国Ｓｃｉｅｎｃｅ周刊曾于 1996年 6月 14日发表了戴维·古德斯坦对该书的书评 .5年后的今天 ,作为对古德斯坦书评的注释 ,在这篇短文中 ,我们将以玻色 -爱因斯坦凝聚 (ＢＥＣ)的研究进展为例 ,批判霍根的科学悲观主义 .将 4千年前的金字塔与哈勃太空望远镜相比 ,哪一个是更…     

旋转对称W型势阱中玻色-爱因斯坦凝聚环

提出一旋转对称磁光阱,这一势阱束缚的玻色-爱因斯坦凝聚是环形的．分别对无相互作用和强排斥作用两种极端情况的基态波函数做了计算．分析了凝聚形成的转变温度. 关键词：     

玻色—爱因斯坦凝聚(BEC)实验及其最新进展

近年来,有关玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的实验研究得到了快速发展,并取得了一系列重大的实验进展。本文重点介绍了玻色-爱因斯坦凝聚的实验结果及其最新进展,主要包括具有正、负散射长度碱金属(7Li,23Na,41K,85Rb,87Rb和133Cs)原子BEC的实现,自旋极化1H原子、亚稳态4He原子和具有2个价电子的174Yb稀土原子BEC的实现,全光型BEC和微阱BEC乃至低维BEC的实现,甚至分子BEC和费米原子对的凝聚以及超冷BEC凝聚体的应用等。     

相位与约瑟夫森效应及其在超导中的应用

 许多物理效应(如多普勒效应,约瑟夫森效应、ＡＢ效应、干涉效应、量子霍尔效应)都与相位紧密相关,且相位的物理效应已在很多领域中得到了验证和应用。本文就相位与约瑟夫森效应及其在超导现象中的应用进行分析和讨论。一、约瑟夫森效应当两块超导体之间所夹绝缘层的厚度很薄(10-7ｃｍ左右)时,两超导体中的电子对会因隧道效应而耦合,电子对将从一块超导体进入另一超导体,形成超导(隧导)电流,而两超导区的电子对波函数具有确定的相位关系,这种现象称为约瑟夫森效应。1962年约瑟夫森研究了两块超导体被一层薄绝缘层分开的Ｓ-Ｉ-Ｓ结,即超导的隧道结,从理论上预言将会有以下的物理效应。     

玻色-爱因斯坦凝聚中的混沌反控制

提出一种实现玻色-爱因斯坦凝聚中的混沌反控制方法——周期信号驱动法.数值模拟结果表明,用小的周期信号控制系统,采用恰当的调制相位和强度,只要满足系统的最大Lyapunov指数大于零即可实现不同的混沌轨道重构.调制相位在混沌轨道重构中起了很重要的作用. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 混沌反控制 小周期信号 Lyapunov指数     

三维简谐势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的边界效应

在定义特征长度的基础上,应用Euler–MacLaurin公式,研究了理想玻色气体在三维简谐势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的边界效应.结果表明:粒子的凝聚分数由于有限尺度和有限粒子数效应而减小,修正的凝聚分数和凝聚温度由于边界效应存在一个极大值,选择优化的最佳势阱参数,可以有效提高凝聚分数和凝聚温度;热容量的跃变存在边界效应和粒子数效应,选择合理的势阱参数时,热容量的跃变存在一个极小值.导出了简谐势阱中有限理想玻色气体的状态方程,揭示了压强的各向异性(或各向同性)取决于简谐势频率的各向异性(或各向同性).