腔中超冷玻色气体的扩展哈伯德模型

最近的实验中,ETH小组成功地将玻色气体载入置于腔中的光晶格中,从而在实验上实现了带有长程相互作用的扩展哈伯德模型。文章基于自洽平均场和微扰法,分析了扩展哈伯德模型的量子相变。基态相图展示了带有CDW态的有趣图案。计算了Mott绝缘相到超流相的临界跃迁振幅和超流相到正常流体的临界温度。进一步研究了在固定化学势(μ=0.5)下超流的热力学性质,其显示了有限温下不同长程相互作用强度对体系的影响。     

有限大小量子Dicke-Stark模型的动力学性质

利用相干态的超完备性,可以有效解决光子数空间的截断问题,在有限的相干态空间中即可得到精确的计算结果.本文在相干态空间中计算了Dicke-Stark模型的数值精确解,继而讨论了该模型的量子相变和时间演化动力学.通过计算Dicke-Stark模型基态的平均光子数和平均角动量,发现了量子相变现象,量子相变临界点会随非线性Stark作用发生移动.计算得到Dicke-Stark模型平均光子数和平均角动量随耦合强度和时间演化的相图,有助于了解有限大小Dicke-Stark模型的动力学性质.     

正方光学超晶格中超冷玻色子系统的量子相变

文章利用推广的有效势方法,在金兹堡朗道场论的框架下给出了正方光学超晶格中超冷玻色子系统莫特绝缘态/密度波态到超流态的量子相变的相界方程,并利用瑞利-薛定谔微扰理论的加藤表示,结合过程链算法对该相界方程进行了定量求解,给出了最高为6-阶微扰下的全域相图。对这些通过微扰计算得到的数据进行分析,借助于线性拟合外推技术,进一步将相图计算结果推广到无穷阶微扰的情形,得到了更加精确的相图。这一理论计算结果可以用来为相关实验及数值计算提供相应的理论参考。     

7Li原子的超流-绝缘相变

主要讨论加载在光学晶格中的、具有两体吸引相互作用的7Li原子可能呈现的量子相.我们应用平均场近似得出7Li原子的相图, 该相图与光学晶格中具有两体排斥相互作用原子的相图一样,由超流相和Mott绝缘相组成.同时,我们发现排斥三体相互作用对于稳定光学晶格中7Li原子的量子相有着重要的作用.     

一维Rydberg原子—腔系统

原子与腔相互作用系统具有许多物理性质,如态稳定性和量子相变.本文的模型是一维情形下Rydberg原子—腔相互作用系统,并对激发态Rydberg原子与腔场的耦合考虑了Rydberg原子间偶极—偶极相互作用的最近邻项.文中从三个角度对系统Hamilton量进行能量求解,分别是平均场理论,强耦合展开和量子蒙卡模拟,并得到了相应的参数空间量子相图.文中发现了超流相和介于超流相和固态相之间的稳定的超固态相,而且空穴激发的超固态相比粒子激发的更加稳定,不同相的存在和形状受有效化学势影响很大.     

弱磁场下自旋为二的玻色-爱因斯坦凝聚的循环态

在平均场近似下,一些量子多体系统的基态是简并的。当考虑了量子涨落时,平均场能量修正将会解除这一偶然简并。文章研究了弱磁场下自旋为二的玻色-爱因斯坦凝聚的循环态。通过计算二阶量子涨落对平均场能量的修正,找到了系统真正的循环态基态。     

二能级原子Dressed态的非经典特性

通过精确求解二能级原子与场相互作用时的哈密顿量的本征值,得到了自发辐射下的二能级原子的Dressed态.加入基态后,用完备集来描述原子和场组成的系统.经过计算后,得到了场方差一般表达式及场的二阶相干度,并求得初始条件下的压缩最佳值.     

一维准无序光晶格中硬核玻色气体的量子相变

文章研究处于一维准无序光晶格中的超冷玻色气体,主要研究非对角无序强度对强排斥相互作用极限下即硬核玻色气体的基态性质的影响。基于非对角Aubry-André模型,采用严格的数值计算方法,给出了硬核玻色气体的多体基态波函数。超流因子的计算结果表明,随着无序强度的增加,系统基态会发生从超流态到玻色玻璃相的量子相变。此外,计算了单粒子密度矩阵、自然轨道及其占据等物理量来进一步刻画系统基态量子相的性质。     

光腔内一维扩展玻色-哈伯德模型的量子相变

光晶格为研究冷原子提供了一个非常纯净并且容易调节的实验平台.在光腔内的光晶格中载入冷原子,可以引入光子原子之间的耦合相互作用,有助于人们研究超辐射转变以及超流和超固体等量子相.除了最近邻格点之间原子排斥相互作用有助于形成超固体以外,原子光子耦合系数的正负符号随位置交替变化也有助于形成超固体.本文将这两种相互作用都考虑进光腔中扩展玻色-哈伯德模型,通过测量原子密度、光子密度、超流序参量、固体序参量和超固体序参量,用平均场方法得到系统的基态相图,发现与硬核系统相比,软核系统的超固体范围更大更容易被发现.此研究结果有助于指导光腔中冷原子实验寻找新的量子相.     

扩展Dicke模型的基态量子关联

本文研究了单模腔场中相互作用的双能级原子在非旋转波近似下的量子相变,在热力学极限下,利用平均场近似得到系统的约化基态能量,再通过约化基态能量及相稳定条件得到正常相与超辐射相的相边界.在相变讨论的基础上进一步计算得到了任意两原子间的量子关联和经典关联,讨论了这些关联与相变间的关系.