玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)现象的研究

玻色 -爱因斯坦凝聚 (BEC)的研究是当前物理学研究的一个新热点 ,国内外许多学者都开展了研究 .为探讨有关 BEC的普遍性质和规律以及影响 BEC的主要物理因素 ,我们研究了任意空间维数下 ,处于任意幂函数型外势约束中具有不同运动特征的玻色气体和费米气体的性质 .导出量子态密度、巨势及其它热力学函数的普遍解析表达式 ,提出赝体积和普遍热波长等新概念 ,首次求得有外势约束的玻色气体的态方程 ,并揭示了 BEC的一些新性质和确立了有关 BEC的两个新判据 ,同时还发现了 N0 / N～ T/ TC 曲线必为凸型的新规律 ,等等 .所得结果有助于深入了解 BEC这种新物态的特性 ,并为实验选择最佳外势阱的形式及其它物理参数提供一些新的理论依据 .此外还简要地介绍了国内外研究动态与进展以及本研究的前景 .     

浅谈玻色—爱因斯坦凝聚

阐述玻色—爱因斯坦凝聚的概念，形成的条件，物理性质及其远景     

一个用原子激光测量引力场微小变化的实验设计

利用原子激光良好的相干性,以及在引力场中会发生相位变化的特点,设计一个能够测量引力场微小变化的实验方案.     

受驱双势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的动力学行为

研究了受驱双势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的动力学行为.受驱外力为一单色正弦波,随着驱动强度、频率的不同,受驱双势阱中经典粒子的运动可以是周期的也可以是混沌的,还可以两者共存.描述凝聚体的方程采用Gross-Pitaevskii方程,首先利用单个阱凝聚波函数展开,推导出了受驱双势阱GP方程的经典方程,研究了其相空间的动力学行为和自俘获现象的产生.     

玻色-爱因斯坦凝聚简介

近年来，有关玻色一爱因斯坦凝聚Bose—Einstein condensation（BEC）实验研究取得了一系列重要成果。本文简述了玻色一爱因斯坦凝聚的由来、研究进展和相关实验实现，并对BEC的应用做了概括性介绍。     

对称三势阱玻色—爱因斯坦凝聚体的非线性效应

对对称三势阱中的玻色—爱因斯坦凝聚体系(BECs)在平均场近似下得到的非线性薛定谔方程进行数值模拟,得到在不同非线性作用c下,粒子在3个势阱中出现的几率密度和平均几率密度.结果表明,在弱相互作用下,粒子呈现约瑟夫(Josephson)振荡,在强相互作用下,粒子出现自囚禁,特别是当粒子相对势阱不对称放置时,振荡出现明显的...     

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。     

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.     

低维囚禁理想玻色气体的玻色—爱因斯坦凝聚

应用局域密度近似(LDA)研究低维玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC),结果表明:对囚禁于外势中的玻色子来说,在低维情况下也有BEC,但其临界温度Tc,基态的粒子占据率No/N,热容量C在临界温度附近的连续性问题都与外势形式紧密相关.     

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.     

玻色凝聚态在一维无限深势阱中的稳定性分析

从描述玻色爱因斯坦凝聚的基本方程（Gross—Pitaevskii方程）出发,利用一种半经典的方法对其基态的稳定性进行了分析,发现在一维有限体系内其基态定态解是稳定的．这个结果与利用其他方法所得到的结果相一致．     

混合Bose-Einstein凝聚的解的整体稳定性

在三维空间中研究描述混合Bose-Einstein凝聚(BEC)的耦合Gross-Pitaevakii(GP)方程组，讨论了其Canchy问题解的局部适定性，建立了由GP方程组产生的流形下的不变集合，利用不变集理论得到了Canchy问题解的整体稳定性的一个充分条件．     

二维吸引Bose-Einstein凝聚的临界值和稳定性

研究描述吸引Bose- Einstein凝聚 (BEC)的二维Gross- Pitaevskii(GP)方程 .从偏微分方程的严格理论出发 ,应用变分方法 ,解析地导出了凝聚原子的临界值 ,这个值与实验结果完全一致 .进一步在这个临界值下 ,证明了基态孤立子的存在性及其轨道稳定性 .这个结果与Einstein的预测完全一致 .     

玻色爱因斯坦凝聚的Husimi函数计算

以双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系为例,给出双势阱BEC的Husimi函数计算方法,并根据数值计算结果,讨论在外加周期调制下,由Husimi函数描述的BEC系统中的隧穿过程.     

玻色-爱因斯坦凝聚体量子模拟实验技术进展

玻色爱因斯坦凝聚体（BEC）的最初理论在1925年由爱因斯坦和玻色提出,直到1994年才通过激光冷却原子气体的方法在实验室实现,并于2001年获得诺贝尔物理学奖。BEC具有宏观量子特性并且具有较长的相干时间,因此是开展量子模拟研究的重要平台。随着光阱、光晶格、微结构光阱和量子气体显微镜等技术的发展,基于BEC的量子模拟器不仅能够用于研究凝聚态物理中已有的基本模型,而且能够探索自然界中不存在的新奇量子物理现象和量子物态。甚至在非平衡和动力学演化研究方面,BEC量子模拟器可以用来研究当前物理实验中无法观测的快速量子物理现象。     

广义准二维玻色-爱因斯坦凝聚方程的初边值问题

考虑广义带空间调制非线性的准二维玻色-爱因斯坦凝聚方程。研究其初边值问题解的存在性和唯一性。通过一系列的先验估计,利用Galerkin方法验证了上述问题广义解的存在性,并进而确认了解的唯一性。     

吸引玻色-爱因斯坦凝聚在二维空间中的整体稳定性

讨论出现在吸引玻色-爱因斯坦凝聚中的一类阻尼Gross-Pitaevskii（GP）方程（在数学上又称为带调和势的阻尼非线性Schroedinger方程） iφ1＋△φ-｜x｜^2φ＋｜φ｜^2φ＋iλφ=0, 其中t≥0,x∈R^2,λ是阻尼参数．这类方程已不再满足能量守恒定律,与不带阻尼的GP方程有很大的区别．对照玻色-爱因斯坦凝聚的物理性质,获得了其初值问题的整体稳定性的一个充分条件,且证明了该条件与一个非线性数量场方程的唯一正解相关．另外还获得了初值问题解坍塌的一个必要条件．     

两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中矢量孤子的动力学性质

通过数值求解异种两组分玻色爱因斯坦凝聚体在弱囚禁势中的运动方程来讨论其矢量孤子解的动力学性质.研究表明,种内和种间相互作用强度满足不同的条件时,会形成亮亮孤子、亮暗孤子和暗暗孤子等不同的矢量孤子解.其中亮亮孤子和亮暗孤子是稳定的,而暗暗孤子很不稳定.适当改变种间相互作用强度,亮、暗孤子之间能够相互转换.     

一维光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚的粒子数分布

对捕陷在三维轴对称谐振势阱叠加一维光晶格的组合势中的玻色凝聚气体,基于平均场Gross-Pitae-vskii方程理论,并运用G-P能量泛函和变分方法,得出了非线性薛定谔方程的一维形式,运用数值计算的方法,研究了组合势中子凝聚体的粒子数分布与光晶格深度之间的关系,同时分析了磁势阱对子凝聚体粒子数分布的影响。