~6Li超冷费米气体宽Feshbach共振散射的动力学演化研究

本文解析研究了~6Li超冷费米气体宽Feshbach共振散射动力学演化过程,将整个散射过程转化为一个单重态和一系列准连续态的散射共振,等效于涉及接触势的散射过程,在原子波包的持续时间内,束缚态中不断地出现原子布居,并将输入的波包非弹性散射到与之耦合的所有通道中。随着相互作用时间的增加,布居数转移幅度越来越大,连续态和束缚态之间的散射概率逐步增加,最终达到碰撞稳态。同时我们定量的计算了在原子散射过程中连续态和束缚态的动力学演化,在散射过程中连续态和束缚态的总概率守恒,连续态和束缚态之间布局数交换发生在散射共振前后的数十纳秒时间内。     

超冷~6Li费米气体的密度涨落和亚泊松分布

本文实验测量了无相互作用下6Li超冷费米原子气体密度分布的空间噪声涨落.在量子简并条件下,研究了理想费米气体的空间原子噪声涨落和量子简并度之间的关系,在实验上研究了泡利排斥对量子简并费米气体密度涨落的有效抑制,实现了低温费米量子气体的亚泊松分布测量.本文发展的原子密度噪声测量方法和测量结果在强相关多体系统的温度测量和观测不可压缩量子相的相变方面具有较大的应用前景.     

超冷费米气体研究的新进展

近几年,人们在超冷费米气体的实验和理论研究方面取得了一系列激动人心的进展,比如分子玻色—爱因斯坦凝聚的成功实现和BCS-BEC渡越过程的大量研究。在本文中,我们对超冷费米气体中的这些进展进行了介绍,并讨论了今后几年的发展趋势。     

超冷费米气体研究的新进展

近几年,人们在超冷费米气体的实验和理论研究方面取得了一系列激动人心的进展,比如分子玻色—爱因斯坦凝聚的成功实现和BCS-BEC渡越过程的大量研究。在本文中,我们对超冷费米气体中的这些进展进行了介绍,并讨论了今后几年的发展趋势。     

费米6Li冷原子装载动力学的研究

我们用简单的系统实现了6 Li费米原子的冷却及俘获,研究了磁光阱中冷原子的装载动力学.由于其质量小和反冲动量大等特点,装载、冷却及俘获过程和其他的碱金属原子具有极大的不同.我们测量了装载率、单体碰撞损失率和原子数与温度的关系.基于气体动能和原子碰撞散射的理论计算来解释实验的测量结果.实现的长寿命6Li冷原子对将来研究超冷费米原子的量子简并及其强相互作用具有重要的意义.     

超冷费米原子气体的超流动性

最近美国MIT的Ketterle W教授和他的同事们对超冷费米原子气体具有超流动性作出了实验论证，他们观察到在锂-6原子气体形成玻色-爱因斯坦凝结时会出现涡流运动，涡流呈现出持久的无摩擦的流动特性．Ketterle研究组用激光束将冷冻的原子固定在各自的位置上，然后再分离出若干激光光束来激发出涡流．通常玻色原子与费米原子在低温下的量子行为是很不相同的．     

超冷费米气体的膨胀动力学研究新进展

多体系统的非平衡动力学演化是当前物理学中最具挑战性的问题之一.超冷量子费米原子气体具有较强的可控性,是研究多体非平衡动力学的理想系统,可以用来模拟和理解大爆炸后的早期宇宙、重离子碰撞中产生的夸克-胶子以及核物理等动力学.一般多体系统演化是非常复杂的,往往需要利用对称性来研究.利用Feshbach共振可以制备标度不变的费米原子气体:无相互作用和幺正费米量子气体.当远离平衡态时,可利用普适的指数和函数来刻画,其动力学可以通过对系统的时空演化进行标度变换来识别.本文主要介绍近年来强相互作用超冷费米气体的膨胀动力学研究进展,包括原子气体的各向异性展开、标度动力学和Efimovian膨胀动力学.     

梯形近似方法在超冷费米气体中的应用

梯形近似方法是研究低密度、短程力系统的主要方法,在典型的实验条件下,超冷费米气体满足梯形近似方法的使用条件。本文我们首先对超冷费米气体进行简要介绍,接着介绍了多体物理中的梯形近似方法在其中的应用,希望有助于学生对梯形近似方法的理解和掌握。     

F+H2化学反应中的Feshbach共振之研究

化学反应共振态研究是化学动力学研究的重要前沿课题,对于理解基元化学反应的机理有重要的意义.本文中介绍了最近在这一研究方向的重大进展.通过对F+H2化学反应的全量子态分辨的分子束反应散射实验研究,观测到了F+H2中反应中明显的反应共振现象.通过高精度的全量子散射动力学研究,发现这一共振现象是由两个Feshbach共振态所引起的,而且这两个Feshbach共振态之间在前向散射有明显的量子干涉效应.这项研究工作使得我们对这一重要基元反应中的化学反应共振态研究向前迈进了一大步.     

F+H2化学反应中的Feshbach共振之研究

化学反应共振态研究是化学动力学研究的重要前沿课题,对于理解基元化学反应的机理有重要的意义.本文中介绍了最近在这一研究方向的重大进展.通过对F＋H2化学反应的全量子态分辨的分子束反应散射实验研究,观测到了F＋H2中反应中明显的反应共振现象.通过高精度的全量子散射动力学研究,发现这一共振现象是由两个Feshbach共振态所引起的,而且这两个Feshbach共振态之间在前向散射有明显的量子干涉效应.这项研究工作使得我们对这一重要基元反应中的化学反应共振态研究向前迈进了一大步。     

强磁场中超冷费米气体的相对论效应

由单粒子的弱相对论能谱及泊松公式,导出强磁场中费米气体的热力学势函数.在此基础上,运用热力学关系求解低温条件下系统的统计特征量的解析式,分析相对论效应对统计性质的影响机理.研究表明,磁场愈强,相对论效应愈明显.相对论效应引发的单调项与相应的振荡项的振幅相比,对总能,单调项远大于振幅;对化学势及磁矩,单调项与振幅几乎同一量级. 关键词： 强磁场 费米气体 相对论效应     

_Λ~6Li超核的基态能量

本文将谐振子乘积态为基的方法推广应用于组分集团自旋非零的系统．用此方法和α＋ｐ＋Λ三集团模型详细研究了Λ６Ｌｉ超核的基态结构特征．计算结果表明，此方法可以较好地适用于组分集团自旋非零的系统．     

超冷费米原子气的状态方程

理解强相互作用粒子系统的行为是当今凝聚态物理学家所面临的挑战之一.中子星是一类典型的量子多体系统.当中子间的相互作用达到量子力学允许的最大的有效值时,其中所有的物质将共享同样的热力学特性；这样的状态被称为单一性极限(unitary limit).许多理论物理学家认为,6Li超冷费米原子气是研究原子间强相互作用的极佳对象.     

超冷一维玻色子系统的费米化

在高温超导机理的研究中，Anderson PW曾提出过所谓Luttinger液体理论．该理论基于早年Luttinger研究过的“一维精确可解玻色子系统”，在这一系统中，元激发谱与高维系统有本质差别，并且与玻色子之间的相互作用密切相关．     

超冷铷铯极性分子振转光谱的实验研究

利用激光冷却俘获技术在双暗磁光阱中获得高密度的超冷铷原子和铯原子,通过光缔合方法制备超冷铷铯极性分子.采用共振增强双光子电离技术探测基三重态a³∑⁺的铷铯分子,产率约为10⁴/s.通过改变缔合光频率,获得（2）0⁺,（3）0^-,（2）0^-等分子态的高分辨振转光谱,拟合得到相应的转动常数分别为0.00349 cm^-1,0.00649 cm^-1,0.00372 cm^-1.     

基于磁光阱中~6Li冷原子的真空度测量

2018年第26届国际计量大会召开后,伴随着国际单位制的重新定义,真空量值加速了其量子化进程.在超高/极高真空测量领域,可基于囚禁在磁光阱中的冷原子与背景气体碰撞的损失率以及损失率系数反演真空度.本文从磁光阱中冷原子真空测量的基本原理出发,基于量子散射理论小角近似和冲激近似计算了~6Li冷原子与背景气体碰撞的损失率系数,并利用光缔合法测定了在一定磁场和光场条件下的磁光阱阱深,基于两级磁光阱装置通过拟合冷原子数的衰减曲线精确提取出了碰撞损失率.最后在1×10^-8—5×10^-6 Pa压强范围内将真空反演量值与电离计示数对比,分析了制约测量精度提高的因素并提出了改进措施.     

n ~6Li散射态中~6Li的集团结构和交换效应

本文用略去α集团外核子与α内核子交换的共振群方法计算了n ~6Li系统的弹性散射相移和微分散射截面,并通过这些计算研究了~6Li的d α集团结构和反对称交换效应。所得的结果表明,~6Li的d α集团结构显著,因此合理地选取~6Li的d α集团波函数,特别是d与α的相对运动波函数是很重要的;由于~6Li的d α集团结构显著,且α束缚得很紧,所以略去了α与n和d之间的反对称交换能得到与冗长的标准共振群方法相一致的结果。     

~6Li原子跃迁频率和超精细分裂的精密测量

本文实现了可用于锂原子频率精密测量的冷原子系统,获得了大数目的原子样品;利用西西弗斯冷却和速度选择相干布居俘获实现了~6Li的冷原子的灰色黏胶冷却,原子的温度被冷却到多普勒冷却极限以下,达到50μK;利用光学频率梳,实验上测量了D1线的跃迁频率和超精细分裂,测量结果和理论计算相接近,可以和目前最精确的测量相比较.这些测量为进一步的轻质量原子频率的精密测量、α常数以及核半径的精确标定打下了基础.     

看到超冷费米原子气的超流相变

气体或液体的超流相变是指：在临界温度Tc以下时,流体的流动将不伴随有摩擦损耗．更为细致的理解是,这要看流体的热力学参数随温度的变化,例如,当液态氦-4温度降到2．17K以下时,进入到超流态,与此同时,     

用于成像超冷费米原子气的量子显微镜

为捕获于光阱中的冷原子拍照,需要配合使用一个快速“闪光”,将它们照亮。而不幸的是,闪光会使冷原子热起来,并将它们从光阱逐出。两个新实验绕过了这个问题,通过使用一组激光光束,在冷却原子的同时,成功地拍摄到一个个冷原子的空间占位。这类量子气显微镜用于成像费米冷原子,尚属首次。新实验为使用冷原子模拟强关联系统中的电子提供了机会,例如模拟高温超导体和超巨磁电阻材料。在过去的几年里,研究人员已经对光学晶格中的玻色原子实现了量子气显微镜成像。使用光频饴(光学粘胶)和其他技术, 在成像过程中保持原子气冷却。与玻色原子相比,费米原子不容易“上像”。这主要是因为,作为费米原子,如锂-6和钾-40,它们更难被冷却。但现在,两个研究组已经成功地摄取了冷费米原子的图像：Zwierlein和他在麻省理工学院的同事展示了他们针对钾原子气的成像技术;而哈佛大学的Greiner等则是完成了对锂原子的成像。