光晶格中双组分玻色-爱因斯坦凝聚系统的调制不稳定性

利用线性稳定分析的方法,在不满足原子流相等的条件下,对光晶格中双组分玻色-爱因斯坦凝聚原子(BEC)系统的调制不稳定性区域与不同BEC组分的波长和不同的调制波长,以及两组分BEC间相互作用大小之间的关系进行了研究.结果显示,光晶格中双组分BEC系统的调制稳定性的区域在不满足原子流相等的条件下,随不同的波长,不同的调制和相互作用之间的大小会出现了较大的变化.相应结果可为实际应用中如何操控双组分BEC提供有用的信息.     

磁偶极相互作用下玻色-爱因斯坦凝聚体中出现的奇特涡旋晶格结构

文章简要地介绍了玻色-爱因斯坦凝聚体中出现的涡旋和铬原子玻色-爱因斯坦凝聚体的实验研究进展，还介绍了文章作者的一项最新的理论工作。研究指出，由于铬原子磁偶极相互作用的影响，凝聚体中将出现奇特的各向异性的涡旋晶格结构。     

磁偶极相互作用下玻色-爱因斯坦凝聚体中出现的奇特涡旋晶格结构

文章简要地介绍了玻色-爱因斯坦凝聚体中出现的涡旋和铬原子玻色-爱因斯坦凝聚体的实验研究进展,还介绍了文章作者的一项最新的理论工作.研究指出,由于铬原子磁偶极相互作用的影响,凝聚体中将出现奇特的各向异性的涡旋晶格结构     

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。     

Bessel型光晶格中双组分玻色-爱因斯坦凝聚体的基态解

研究了平面Bessel型光晶格(BL)中双组分玻色-爱因斯坦凝聚(BECs)体系的基态解.从描述三维(3D)BECs体系的动力学方程Gross-Pitaevskii方程(GPE)出发,当垂直方向囚禁频率远大于平面上囚禁频率时,得到了描述2D-BECs体系的动力学方程.利用双组分BECs体系中原子之间相互作用与BL强度相互平衡的条件,得到了平面BL光晶格中2D-GPE的一组基态精确解,给出了基态的原子数分布,总原子数和能量与原子之间相互作用强度及BL势的关系.相对于单组分BEC体系,由于不同组分原子相互作用的存在,使得BL光晶格中双组分BECs基态具有更丰富的结构.当不存在不同组分原子之间的相互作用时,模型简化到单组分体系,并给出了相应的基态解,原子数分布和能量. 关键词： Bessel型光晶格 基态解 双组分玻色-爱因斯坦凝聚     

变分法研究二维光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚的调制不稳定性

利用含时变分法研究了二维光晶格中准二维玻色-爱因斯坦凝聚中的调制不稳定性. 在平均场近似下, 由准二维Gross-Pitaevskii方程出发, 利用变分法给出了调制波振幅和相位所满足的时间演化方程, 通过求解时间演化方程和能量分析法给出了发生调制不稳定性的条件, 决定于平面波振幅, 晶格强度, 调制波的波矢量和原子之间的两体相互作用.     

偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的各向异性耗散

针对偶极相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体,解析计算了点状杂质沿平行极化轴和垂直极化轴运动的能量耗散率,证明了在超流临界速度更大的方向上耗散率也更高.该结论为最近在162Dy原子气体中观测到的实验现象提供了理论支持.对于一般的运动方向,给出了耗散率在高速极限下以及临界速度附近的渐近形式.结合数值计算的结果,论证了耗散率随方向角的变化总是表现出与临界速度一致的各向异性.     

偶极-偶极相互作用下玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋的非线性动力学研究

基于平均场理论和分裂算符谱算法,研究了偶极-偶极相互作用下玻色爱因斯坦凝聚体中涡旋的非线性动力学.研究发现外势运动速度小于临界值时,偶极-偶极相互作用对系统涡旋的非线性动力学影响较小,而外势运动速度超过临界速度时,偶极-偶极相互作用对涡旋的非线性动力学影响很大,可使系统产生涡旋对、涡旋偶极子和简单涡旋,并使它们形成涡街.     

偶极-偶极相互作用下玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋的非线性动力学研究

基于平均场理论和分裂算符谱算法, 研究了偶极-偶极相互作用下玻色爱因斯坦凝聚体中涡旋的非线性动力学. 研究发现外势运动速度小于临界值时,偶极-偶极相互作用对系统涡旋的非线性动力学影响较小,而外势运动速度超过临界速度时,偶极-偶极相互作用对涡旋的非线性动力学影响很大,可使系统产生涡旋对、涡旋偶极子和简单涡旋,并使它们形成涡街.     

偶极旋量玻色-爱因斯坦凝聚体在外场中的自旋混合动力学

探讨了外场中偶极旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的静态和动力学行为.研究结果表明,可以调节外场、自旋交换相互作用和偶极-偶极相互作用来调控三组分之间的隧穿,控制布居数动力学演化范围和相对相位动力学行为. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 偶极-偶极相互作用 自旋混合动力学     

Tunneling dynamics of Bose-Einstein condensates with higher-order interactions in optical lattice

The nonlinear Landau-Zener tunneling and nonlinear Rabi oscillations of Bose-Einstein condensate (BEC) with higher-order atomic interaction between the Bloch bands in an accelerating optical lattice are discussed. Within the two-level model, the tunneling probability of BEC with higher-order atomic interaction between Bloch bands is obtained. We finds that the tunneling rate is closely related to the higher-order atomic interaction. Furthermore, the nonlinear Rabi oscillations of BEC with higher-order atomic interaction between the bands are discussed by imposing a periodic modulation on the level bias. Analytical expressions of the critical higher-order atomic interaction for suppressing/enhancing the Rabi oscillations are obtained. It is shown that the critical value strongly depends on the modulation parameters (i.e., the modulation amplitude and frequency) and the strength of periodic potential.     

Stationary States and Modulational Instability of Coupled Two-Component Bose-Einstein Condensates in a Ring Trap

We investigate modulational instability (MI) of a coupled two-component Bose-Einstein condensates in a rotating ring trap. The excitation spectrum and the MI condition of the system are presented analytically. We find that the coupling between the two components strongly modifies the MI condition, and the MI condition is phase-dependent. Furthermore, we discuss the effect of MI on both density excitation and spin excitation. If the inter- and intra-component interaction strengths are all equal, the MI causes density excitation but not spin excitation, and if the inter- and intra-component interaction strengths are different, the MI causes both density excitation and spin excitation. Our results provide a promising approach for controlling the stability and excitation of a rotating two-component Bose-Einstein condensates by modulating its coupling strength and interaction strength.     

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.     

Modulational instability for a self-attractive two-component Bose--Einstein condensate

By means of the multiple-scale expansion method, the coupled nonlinear Schr?dinger equations without an explicit external potential are obtained in two-dimensional geometry for a self-attractive Bose-Einstein condensate composed of different hyperfine states. The modulational instability of two-component condensate is investigated by using a simple technique. Based on the discussion about two typical cases, the explicit expression of the growth rate for a purely growing modulational instability and the optimum stable conditions are given and analysed analytically. The results show that the modulational instability of this two-dimensional system is quite different from that in a one-dimensional system.     

Tunable ground-state solitons in spin–orbit coupling Bose–Einstein condensates in the presence of optical lattices

Properties of the ground-state solitons, which exist in the spin–orbit coupling(SOC) Bose–Einstein condensates(BEC) in the presence of optical lattices, are presented. Results show that several system parameters, such as SOC strength,lattice depth, and lattice frequency, have important influences on properties of ground state solitons in SOC BEC. By controlling these parameters, structure and spin polarization of the ground-state solitons can be effectively tuned, so manipulation of atoms may be realized.     

Three-dimensional solitons in two-component Bose-Einstein condensates

We investigate a kind of solitons in the two-component Bose-Einstein condensates with axisymmetric configurations in the R2 × S1 space. The corresponding topological structure is referred to as Hopfion. The spin texture differs from the conventional three-dimensional （3D） skyrmion and knot, which is characterized by two homotopy invariants. The stability of the Hopfion is verified numerically by evolving the Gross-Pitaevskii equations in imaginary time.     

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.