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超冷原子体系物理性质的理论研究

批准号10404015 学科分类凝聚态物性II:电子结构、电学、磁学和光学性质 ( A0402 )
负责人吕嵘 职称研究员 单位名称清华大学
资助金额 22万元 项目类别 青年科学基金项目 起止年月 2005年01月01日 至 2007年12月31日
主题词 旋量凝聚体;自旋混合;玻色费米混合;涡旋态;量子相干
附注说明 本项目着重于超冷原子气体量子特性的理论研究,揭示其中新的量子现象,为量子多体理论及未来超冷原子气体的实际应用提供坚实的理论基础。 近年来由于玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)现象的飞速发展,超冷原子气体的量子现象无论在理论、实验还是技术应用方面都受到人们的广泛重视,其中的涡旋动力学、Feshbach共振、旋量BEC和低维强关联等问题的研究,不仅有助于人们对于量子力学基本概念更深刻的理解,还对新型器件的设计和量子计算机的研制有重要的指导意义,已成为当今物理学研究的一个热点。本项目将从微观理论出发建立模型和方法,有效地处理粒子间的关联效应,并发展相关的数值计算方法。在此基础上,研究快速旋转BEC和涡旋态动力学的新效应、Feshbach共振的原子气体及分子BEC独特的物理性质、旋量BEC的自旋拓扑性质、低维强关联量子气体的物理特性等前沿问题。

成果

序号 课题 类型 参与人
0 Number fluctuation dynamics of 期刊 L. Chang, Q. Zhai, R. Lu, and
1 Vortex lattices in planar Bose 期刊 Jian Zhang and Hui Zhai*
2 Controlled splitting of an ato 期刊 M. Zhang, P. Zhang, M. S. Chap
3 磁偶极相互作用下玻色-爱因斯坦 期刊 张剑*,翟荟
4 Pairing between atoms and mole 期刊 Jian Zhang and Hui Zhai*
5 Tunnelling of condensate magne 期刊 O. E. Mustecapliouglu, M.Zhang
6 Double-Layer Bose-Einstein Con 期刊 Hui Zhai, Qi Zhou, Rong Lu*,a
7 Non-equilibrium quantum transp 期刊 Zuo-zi Chen, Rong Lu*, Hui Zha

摘要

结题摘要 1. 旋量凝聚体原子自旋混合中的粒子数涨落的动力学性质。提出了体系的"量子化"的模型,讨论了基态粒子数的涨落;选择高斯波包作为初态进行含时演化,得到了典型的粒子数振幅衰减的振荡现象,并伴随着涨落的增大。2. Feshbach共振附近的费米-玻色原子的混合问题。发现在很大的参数范围内,费米子和玻色子形成的束缚态可以和费米原子共存,相互作用可以导致原子-分子对的形成。3. 玻色型量子受限体系的粒子输运问题。得到了玻色粒子流的普遍表达式。发现粒子流-偏压的行为与玻色原子的局域态密度成正比,与电子的输运性质进行了详细对比。4. dipole-dipole相互作用对快速转动BEC涡旋结构的影响。对于平面凝聚体,当吸引相互作用超过某一临界值时,三角晶格将变为四方晶格。对于一列平面凝聚体,相邻凝聚体的dipole-dipole相互作用与量子隧穿机制的竞争将导致涡旋结构的相互错位,并破坏了相位关系。5. 双阱BEC量子干涉现象中的几何相位和奇-偶效应。发现几何相位会导致凝聚体粒子数分别为奇数和偶数时有完全不同的量子相干现象,当粒子数为奇数时,基态隧穿能级劈裂被严格压制为零。

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