改变命运的明信片

萨特延德拉·纳特·玻色(Satyendra Nath Bose)是有史以来印度本土诞生的最伟大的科学家之一。以他的名字命名的物理学概念包括玻色子(Boson)、玻色气体(Bose gas)、玻色-爱因斯坦统计(Bose-Einstein statistics)和玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate)。从一名职位难保的大学讲师一跃而成为世界级的大物理学家,玻色的命运转变始于一张小小的明信片。1921年,27岁的玻色在新成立不久的印度达卡大学获得了高级讲师的职位,一边教学一边从事科研。1923年,恰逢玻色的第一批学生刚毕业,他被告知一年以后将无法得到校方的续聘。迫于养家糊口的压力,玻色不得不就续聘问题卷入和校方漫长的抗     

2001年度诺贝尔奖获得者简介

诺贝尔物理学奖美国科学家康奈尔(E.A.Cor-nell)、威曼(C.E.Wieman)和德国科学家克特勒(W.Ketterle)，因在稀薄碱金属原子气体中实现玻色—爱因斯坦凝聚态(BEC)和对BEC性质的早期基础性研究而获2001年度诺贝尔物理学奖。康奈尔1961年生于美国加利福尼亚，曾获斯坦福大学物理学学士学位和麻省理工学院物理学博士学位。1992年起，在科罗拉多大学物理系和国家标推技术研究所工作至今。1994年起任天体物理实验室联合研究所(JILA)研究员。2000年当选为美国国家科学院院士。威曼1951年3月26日生于美国俄勒冈，1973年获麻省理工学院学土学…     

二维囚禁广义玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚

应用广义玻色-爱因斯坦分布函数研究在幂函数外势中二维广义玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC),导出二维广义玻色气体的临界温度、基态粒子占据率和热容量等物理量的解析表达式,讨论了非广延参数q对玻色系统热统计性质的影响.     

反抛物势与双光晶格势中的三维玻色-爱因斯坦凝聚涡旋孤子

提出了一种处理囚禁于反抛物势和双光晶格复合势中玻色-爱因斯坦凝聚涡旋孤子动力学的能量密度泛函和直接数值仿真相结合的方法.利用静态Gross-Pitaevskii方程和柱对称玻色-爱因斯坦凝聚涡旋孤子试探波函数,给出了玻色-爱因斯坦凝聚静态涡旋孤子能量密度泛函的解析式,再运用数值模拟含时Gross-Pi-taevskii方程的方法,得到了稳定演化的涡旋孤子;并且通过调控双光晶格势,实现了玻色-爱因斯坦凝聚涡旋孤子从某一晶格势槽为初始位置到任意位置的操控,为玻色-爱因斯坦凝聚的实验和应用研究提供了一定的理论依据.值得指出的是,双涡旋孤子的稳定演化与操控是最重要的发现.     

87Rb原子气体的玻色-爱因斯坦凝聚体的产生和测量

报道了针对⁸⁷Rb原子气体设计的玻色-爱因斯坦凝聚体研究实验平台, 采用双磁光阱结构和QUIC磁势阱蒸发冷却的方法获得玻色凝聚体. 用吸收成像法分别对自由飞行和紧束缚状态下的玻色凝聚体进行了特性测量. 测量结果符合玻色凝聚体产生的判据, 证实了玻色-爱因斯坦凝聚体的相变过程, 获得了2×10⁵个原子的纯凝聚体.     

87Rb原子气体的玻色-爱因斯坦凝聚体的产生和测量

报道了针对⁸⁷Rb原子气体设计的玻色-爱因斯坦凝聚体研究实验平台, 采用双磁光阱结构和QUIC磁势阱蒸发冷却的方法获得玻色凝聚体. 用吸收成像法分别对自由飞行和紧束缚状态下的玻色凝聚体进行了特性测量. 测量结果符合玻色凝聚体产生的判据, 证实了玻色-爱因斯坦凝聚体的相变过程, 获得了2×10⁵个原子的纯凝聚体.     

科学家发现物质第六态——费密凝聚态

美国科学家声称发现新的物质形态。迄今为止已知道存在5种物质形态，即大家熟悉的气态、固态、液态、等离子态和玻色一爱因斯坦凝聚态。正如美国科学家指出的，他们成功获得了费密凝聚态或赞密-狄喇克凝聚态。     

玻色-爱因斯坦凝聚体中的三角涡旋格子

 讨论了玻色-爱因斯坦凝聚体中的三角涡旋格子,从磁光阱里玻色-爱因斯坦凝聚体波函数满足的Gross-Pitaevskii方程求出三角格子的解,并简要解释了相关实验观察结果.     

从量子论到玻色-爱因斯坦统计

爱因斯坦对量子论的理论基础及其应用作了大量工作,玻色将对称性概念引入统计方法,他们是量子统计理论的先驱;特别是爱因斯坦对玻色-爱因斯坦凝聚的预言形成了凝聚态物理新的前沿方向.     

自相互作用玻色-爱因斯坦凝聚系统的涡旋解

 为了更好地研究玻色-爱因斯坦凝聚系统GP方程的涡旋解,使用涡旋解的数值分析解算出了自相互作用玻色-爱因斯坦凝聚系统中状态稳定的单个涡旋的能量,并与以前算出的能量作了比较,数值相差很小,证明了此涡旋解的数值分析解是正确的.     

一维Bose-Einstein凝聚中的孤波

 导出了在一维原子玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)中,原子被约束在谐和柱形陷阱中时的孤波的有关性质.     

在周期边界条件下的类Casimir力

研究了在绝对零度下2个平行板之间周期边界条件下均匀稀释玻色爱因斯坦凝聚体中的类Casimir力,得到Bogoliubov色散关系的高阶修正项.计算中没有引入任何截断函数,获得了有限的结果.该结果有助于进一步了解玻色爱因斯坦凝聚体的物理机制,并且对Casimir效应和玻色-爱因斯坦凝聚的实验研究具有一定的参考价值.     

玻色-爱因斯坦凝聚中的色散关系

超流性是玻色-爱因斯坦凝聚宏观量子效应的重要体现,分别用运动方程法和哈密顿量对角化方法,通过傅里叶变换导出了玻色-爱因斯坦凝聚超流体的色散关系,并给出了凝聚体中声子速度的表达式.结果表明,在长波极限下,色散关系与波数近似成线性关系.     

玻色—爱因斯坦凝聚与光子气体

本文一般地讨论了理想玻色气体的空间维度和能谱对玻色-爱因斯坦凝聚的影响,并用玻色爱因斯坦凝聚解释了光子气体的特殊性质,有助于较深刻地理解光子气体的物理内容。     

论爱因斯坦的科学精神

阿尔伯特·爱因斯坦(Albert.Einstein 1879-1955)的名字如今已经成了科学、智慧和理性的象征。他作为一位科学家,其思想的深遂和科学家的素质一直在深深地影响着后人。本文就爱因斯坦在科学探索中所表现出来的坚定信念和体现出来的科学伦理思想,以及他从少年时代起就培养起来的怀疑和批判精神作一论述。     

外势场中理想玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚的热容性质

研究了在任意空间外势场中理想玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚问题,从而计算热容量且讨论了热容量性质.     

理想的玻色爱因斯坦凝聚体杂质间的相互作用

运用热场动力学理论研究了一维情况下有限温度的玻色爱因斯坦凝聚体杂质问的相互作用,计算了系统的能量和杂质间的相互作用力,给出相互作用力与温度和杂质间距离的关系.研究结果有助于进一步了解玻色爱因斯坦凝聚体中杂质所带来的物理效应,并为Casimir效应和玻色一爱因斯坦凝聚的实验研究提供参考.     

复合势下三维旋量玻色-爱因斯坦凝聚暗孤子及其自旋纹理

为了充分揭示复合势下三维旋量玻色-爱因斯坦凝聚暗孤子的动力学性质及自旋纹理结构,运用能量泛函方法和直接数值仿真耦合Gross-Pitaevskii方程组,在三维抛物势和二维高斯势组成的复合势下构造了多种带有不同拓扑结构因子稳定的自旋为1的三维铁磁态旋量玻色-爱因斯坦凝聚暗孤子,并分析了它们的动力学特性.选择其中一种暗孤子作为例子,分析了其在关键参量空间中的稳定性,得到了稳定性区域.然后通过计算暗孤子的自旋密度矢量,得到了指向自旋消失圆的三维环形自旋纹理结构和自旋密度矢量大小随空间变化的分布.这为更好地理解玻色-爱因斯坦凝聚的磁性性质提供了帮助,也为实验上实现三维旋量玻色-爱因斯坦凝聚暗孤子提供了理论依据.     

复合势中的玻色一爱因斯坦凝聚孤子的操控

提出了一种处理在光晶格势和抛物势共同作用下的玻色-爱因斯坦凝聚孤子动力学的拓展变分法．利用拓展变分方法给出了玻色．爱因斯坦凝聚孤子的解析处理,并和基于分步傅立叶变换的直接数值方法进行比较,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．爱因斯坦凝聚孤子的动力学行为．同时,给出了能支持多稳定晶格囚禁玻色一爱因斯坦凝聚孤子的多晶格稳定势槽,并通过调控光晶格势实现了玻色一爱因斯坦凝聚孤子从某一稳定晶格势槽为初始位置到任意位置的操控．这为玻色一爱因斯坦凝聚的实验和应用研究提供了一定的理论依据．     

周期边界下玻色爱因斯坦凝聚体杂质间相互作用

应用黎曼才塔函数(Riemann zeta function)研究了一维情况下周期边界下的玻色爱因斯坦凝聚体杂质间的相互作用力.通过计算杂质间的相互作用力,给出了力与杂质间距离的关系.结果表明,杂质间的距离越大,力越小.研究结果有助于进一步了解玻色爱因斯坦凝聚体中杂质所带来的物理效应.