新世纪的第一只燕子--2001年度诺贝尔物理学奖述评

文章介绍了玻色－爱因斯坦凝聚的原理，着重讨论了2001年诺贝尔物理学奖得主：科耐尔（E.A.Cornell)、维曼（C.E.Wiemian)和凯特利（W.Ketterle)在世界上首次产生铷原子和钠原子的玻色－爱因斯坦凝聚的贡献，以及最近他们在玻色－爱因斯坦凝聚物理的研究和实现原子激射的诸多进展。并对玻色－爱因斯坦凝聚物理的发展与技术上的应用进行初步展望。     

玻色-爱因斯坦凝聚特性及其应用

本文介绍了北京大学建立的玻色-爱因斯坦凝聚实验平台，实现了玻色-爱因斯坦凝聚（图1），获得了原子数为五十万个，温度为50纳开尔文的玻色凝聚体。在此基础上我们精密测量了玻色-爱因斯坦凝聚的相变温度，还利用玻色-爱因斯坦凝聚实验平台通过马越让那跃迁获得了可控的多量子态玻色爱因斯坦凝聚体。并利用四种方法获得了原子激光（图2），其中有三种方法是国际上第一次使用。另外，我们提出了将玻色一爱因斯坦凝聚转入Magic光晶格阱，实现精度优于10^-17的新型原子钟的设想。     

磁光捕获冷原子和玻色-爱因斯坦凝聚的研究进展

介绍了磁光捕获冷原子和玻色-爱因斯坦凝聚的物理特性及相关发展和研究,阐述了如何通过实验得到磁光捕获和玻色-爱因斯坦凝聚,并介绍了相关仪器,详细说明了测量其温度及捕获的原子数量的方法.同时还介绍了插入光和磁场上移等获得玻色-爱因斯坦凝聚的方法及红失谐和蓝失谐光如何捕获冷原子的研究.最后介绍了作者所做的研究:冷原子的快速压缩法和玻色-爱因斯坦凝聚的绝热捷径.     

旋量玻色-爱因斯坦凝聚体拓扑性质的研究进展

实现玻色-爱因斯坦凝聚的原子大多具备内部自旋自由度,在光势阱下原子内部自旋被解冻,从而使原子可以凝聚到各个超精细量子态上,形成旋量玻色-爱因斯坦凝聚体.灵活的自旋自由度成为体系相关的动力学变量,可以使体系出现新奇的拓扑量子态,如自旋畴壁、涡旋、磁单极子、斯格明子等.本文综述了旋量玻色-爱因斯坦凝聚的实验和理论研究,旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中拓扑缺陷的种类,以及两分量、三分量玻色-爱因斯坦凝聚体中拓扑缺陷的研究进展.     

原子间相互作用对原子激光压缩性质的影响

研究了原子间相互作用对光场与原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中耦合输出的相干原子束压缩性质的影响．结果表明：原子激光的两正交分量的涨落均可压缩，玻色-爱因斯坦凝聚体中原子间的相互作用不利于原子激光的压缩． 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 压缩相干态光场 压缩原子激光     

QUIC阱中紧束缚状态下87Rb原子气体的玻色-爱因斯坦凝聚体相变的直接观测

在QUIC阱中经蒸发冷却获得了2×10⁵个|F=2,m_F=2〉态的⁸⁷Rb原子气体的玻色-爱因斯坦凝聚.验证了紧束缚状态下原子云的轴向尺寸的变化作为BEC相变的判据，观察了从热原子气体到玻色-爱因斯坦凝聚的相变过程，测量了自由膨胀过程中BEC的纵横比变化，并和理论预言进行了对比. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 激光冷却与囚禁     

势阱中玻色-爱因斯坦凝聚气体的势场有效性和粒子数极限判据

基于最小动量态上的玻色-爱因斯坦凝聚(简称BEC)，给出了指数吸引势场中超冷玻色原子气体的势场有效性和势阱中所装载的原子数目极限判据.此判据给出了当所装载的原子数确定时，所需要的势场强度；或势场给定时，所装载的原子数目的极限. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 临界温度 最小动量态     

从费米原子到配对超冷分子

自从1995年以来，实验物理学家已经在一系列玻色原子气系统中实现了玻色—爱因斯坦凝聚(BEC)，它们是^1H，^7Li，^23Na，^85Rb和^87Rb等等，这些玻色原子具有整数自旋量子数，与玻色原子相对应的是费米原子，它们具有半整数的自旋值，例如^40K。即使在非常接近绝对零度的低温下，费米原子气也不可能凝聚到单一量子态：每一个费米原子所     

具有纠缠序参量的玻色-爱因斯坦凝聚体

对最近提出的具有纠缠序参量的玻色-爱因斯坦凝聚体作通俗简要的介绍．在这个凝聚体中，不同种原子间形成自旋纠缠的原子对，而系统就在这个纠缠对上发生玻色-爱因斯坦凝聚.     

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。     

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。     

宏观量子态玻色爱因斯坦凝聚

2001年诺贝尔物理学奖的3位得主,他们获得当年诺贝尔物理学奖的理由是实现了稀薄气体中的碱性原子的玻色一爱因斯坦凝聚,揭示了一种新的物质状态——玻色爱因斯坦凝聚态,在这种态中,原子能够“齐声地歌唱”     

2001年的诺贝尔物理奖

20 0 1年的诺贝尔物理奖颁发给了ＮＩＳＴ ＪＩＬＡ的Ｅ .Ｃｏｒｎｅｌｌ,ＭＩＴ的Ｗ .Ｋｅｔｔｅｒｌｅ和Ｃｏｌｏｒａｄａ ＪＩＬＡ的Ｃ .Ｗｉｅｍａｎ三位科学家 ,以表彰他们在玻色 -爱因斯坦凝聚方面的基础研究 .其中Ｅ .Ｃｏｒｎｅｌｌ和Ｃ .Ｗｉｅｍａｎ是首先考虑并实现在中性原子上的玻色 -爱因斯坦凝聚 (工作发表在Ｓｃｉｅｎｃｅ ,14Ｊｕｌｙ ,1995 ) ,随后Ｗ .Ｋｅｔｔｅｒｌｅ迅速做出了更大的玻色 -爱因斯坦凝聚 ,并扩展了对玻色 -爱因斯坦凝聚性质的研究 (工作发表于ＰｈｙｓｉｃａｌＲｅｖｉｅｗＬｅｔｔｅｒｓ ,2 7Ｎｏｖｅ…     

原子玻色-爱因斯坦凝聚体对V型三能级原子激光压缩性质的影响

利用格子液体方法对V型三能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体与双模压缩相干态光场相互作用系统的哈密顿量进行分析,发现文献中对原子间相互作用部分的处理有不合理之处,从而对该哈密顿量作出了改进并研究了V型三能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体与双模压缩相干态光场相互作用系统中原子激光的两个正交分量的压缩性质.研究表明:V型三能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体中光场-原子相互作用强度对原子激光的两正交分量的涨落有明显的影响. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 V型三能级原子 压缩相干态 压缩原子激光     

山西大学成功实现铷原子的玻色-爱因斯坦凝聚

山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室张靖教授研究小组于7月7日成功实现了铷原子的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC).实验结果显示,冷原子云在温度降低到约为500nK时开始发生相变,经过进一步蒸发冷却,最终得到了约为6×104个原子的纯净BEC.目前该小组正将铷原子和费米原子钾40同时装入磁阱中,蒸发冷却铷原子来协同冷却钾原子,最终同时实现玻色气体玻色-爱因斯坦凝聚和费米气体量子简并.     

科苑快讯

20 0 1年诺贝尔物理学奖———玻色 -爱因斯坦凝聚瑞典皇家科学院将 2 0 0 1年诺贝尔物理学奖授予美国科学家埃里克·康奈尔、德国科学家沃尔夫冈·克特勒以及美国科学家卡尔·韦曼 ,以表彰他们在稀薄碱金属原子气中实现了玻色 -爱因斯坦凝聚以及在凝聚体性质方面的早期基础性研究。192 4年印度物理学家玻色提出黑体辐射是光子理想气体的观点 ,他研究了“光子在各能级上的分布”问题 ,以不同于普朗克的方式推导出普朗克黑体辐射公式。他将这一结果寄给爱因斯坦 ,请其翻译成德文并在德国发表。爱因斯坦意识到玻色工作的重要性 ,立即着手这一…     

玻色-费米气体量子简并光学偶极阱的设计

实现了将预冷却(温度约为1～2μK)的87 Rb和40 K原子装载到远红失谐的光学偶极力阱中,继而利用逐步降低光强的方法对其进行蒸发冷却,获得了87 Rb原子的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC),并用协同冷却的方法得到了40 K原子的量子简并(DFG)。实验上通过光纤传输远红失谐激光束降低了光束指向性的抖动,又利用光强反馈伺服系统抑制远红失谐激光的强度抖动,提高了获得玻色-爱因斯坦凝聚和简并费米气体的重复性和稳定性。实验上得到玻色-爱因斯坦凝聚的原子数达8.48×105个,简并费米气体的原子数量约为3.34×106个。     

外势场作用下的玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子的演化与操控

提出了一种处理玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子动力学的拓展变分方法,深入研究了玻色-爱因斯坦凝聚孤子在周期势与抛物势联合作用下的动力学演化,利用拓展变分法给出了解析处理,并和基于分步傅里叶变换的直接数值法进行比较,发现这种拓展变分方法能够充分揭示上述外势场中的玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子的动力学行为和特征．同时给出了能支持多稳定晶格囚禁玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子的周期势与抛物势强度比值的临界值和一种通过控制外势场可有选择地移动玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子的操控方法,这为玻色-爱因斯坦凝聚的实验和应用研究提供了理论参 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 Gross-Pitaevskii方程 啁啾孤子 操控     

原子间相互作用对光场和原子激光压缩性质的影响

对文献中给出的光场与二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)相互作用系统的哈密顿量进行分析，表明文献中对原子间相互作用部分的处理有不合理之处，文献中的处理过高估计了原子间相互作用的贡献，从而对该哈密顿量作出了改进.用改进的哈密顿量解析地求解了非旋波近似下光子和原子算符的运动方程，并结合BEC的有关实验条件对哈密顿量中的有关参数作出了估计，研究了光场与原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中，光场和耦合输出相干原子束的压缩性质.结果表明：光场两正交分量的涨落均随时间按余弦规律周期性地变化，原子激光的两正交分量 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 压缩相干态 光场的正交压缩 压缩原子激光     

玻色-爱因斯坦凝聚原子与Schrodinger猫态相互作用系统中的保真度

利用全量子理论及量子信息保真度理论,研究了薛定谔猫态光场与玻色爱因斯坦凝聚原子相互作用系统中,量子态保真度随时间的演化特性.讨论了光场强度和玻色爱因斯坦凝聚原子间的耦合强度对量子态保真度的影响.结果表明:光场强度可调制量子态的保真效果,而原子间的耦合常数主要影响量子态保真度的振荡频率.