囚禁于简谐势+四次势阱中两组分旋转玻色爱因斯坦凝聚体

采用中心差分和虚时演化数值实验方法研究了囚禁于简谐势+四次势阱中的两分量快速旋转玻色爱因斯坦凝聚体.研究发现四次势可以允许凝聚体的旋转速度超过谐振势的径向频率ω⊥,即使凝聚体的旋转速率Ωω⊥,它也不会因离心力的增大而导致凝聚体的散落;随着旋转速率Ω的进一步增大,凝聚体开始出现涡旋结构分布,再继续增大到超过某一临界值时,涡旋格子中心将出现空洞,最终形成一个环状基态相分布;研究了原子种内相互作用强度对基态结构的影响,发现原子种间相互作用强度的增加,会打破两组分玻色爱因斯坦凝聚体的对称分布,进一步增加会发生从相混合到相分离的相变.     

人工自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的元激发

文章研究了准一维人工自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中的元激发. 利用平均场理论和波戈留波夫近似方法,分别计算了此原子凝聚体在依赖于拉曼耦合强度的零动量相和平面波相的激发谱. 结果表明,在零动量相时体系激发谱的2个分支都呈现出对称结构;相反地,在较小拉曼耦合强度时的平面波相,激发谱呈现出旋子最低结构,从而预示了体系从平面波相到条纹相的相变. 文中证明了在平面波相和零动量相的相变附近,低频元激发的声速急剧下降并消失于相变点. 文章全面分析了人工自旋轨道耦合原子凝聚体的元激发特性,为实验研究该类崭新的多体系统提供理论支持.     

旋量玻色-爱因斯坦凝聚体平均自旋在外场中的演化

利用平均场理论和单空间模近似,研究了总自旋F=1的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的平均自旋在外磁场的演化行为．理论研究结果表明平均自旋演化行为与对称相互作用无关;当处于不同量子态的粒子数不随时间变化时,体系自旋的行为由外磁场、反对称相互作用决定．     

自旋扭曲光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚体

研究了自旋依赖双层方形光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensates,BEC)的基态特征.双层晶格间的相对扭曲角度和层间耦合强度是影响超冷原子密度分布的重要可调参数.当光晶格的最低能带呈单阱色散时,超冷原子在莫尔晶格(Moire lattice)中的局域化受扭曲角度、层间耦合强度、原子数和晶格深度等的影响;当光晶格的最低能带呈双阱色散时,光晶格的扭曲可导致2个自旋态的反向扭曲,随着层间耦合强度的增加,2个扭曲的自旋态逐渐重合.该研究工作有助于深入探索扭曲光晶格超冷原子中的新奇量子效应.     

拉曼耦合作用下玻色-爱因斯坦凝聚的磁化性质

研究双分量玻色气体在拉曼耦合作用下的磁化性质。对于宏观占据单一动量态的玻色?爱因斯坦凝聚, 磁化强度和磁化率分别与凝聚动量和有效质量存在普适的线性关系, 这些普适关系不依赖于拉曼耦合的强度、失谐大小及原子间的相互作用。推导出磁化率与有效质量的线性关系, 可以在经典物理图像下描述简谐势阱中凝聚体的偶极振荡, 自旋空间、动量空间及坐标空间的振幅之比可表达为有效质量和自旋磁化率的解析形式。这组振幅关系对于亚稳态附近的小幅振荡也同样适用。     

谐振势阱中有限粒子玻色-爱因斯坦凝聚的数值计算

从统计力学原理出发,用数值方法研究了三维等方谐振势阱中有限粒子数玻色子系统的化学势及其导数随温度的变化．结果表明,粒子数有限的系统没有一级相变,但在有限温度发生玻色-爱因斯坦凝聚;利用化学势二阶导数的极小值定义的玻色-爱因斯坦凝聚临界温度很好地符合实验结果．     

玻色-爱因斯坦凝聚体的光学色散关系

最近的研究表明,玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein Condensate, BEC)可作为量子电介质材料对光场产生反作用,实现光场-物质波的协同操控.然而BEC的色散性质还没有被研究.为此,解析得到了BEC对大失谐光的一阶色散和二阶色散的计算公式.数值计算表明, BEC的折射率以及二阶色散系数与红、蓝失谐的性质有关:在红失谐时,折射率大于1,且二阶色散是正常色散;在蓝失谐时,折射率小于1,二阶色散为反常色散.二阶色散系数会随着失谐量的改变而剧烈变化,当失谐量在GHz数量级时,表现为强色散介质.一阶色散和红、蓝失谐的性质关系不大,随着失谐量的增加,一阶色散减小,相应的群速度增加.因此,对于超短脉冲光, BEC是一种新型的色散介质.     

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.     

简谐势阱中的理想玻色气体

应用统计物理方法对谐振势作用下的理想玻色气体进行理论计算，导出系统发生玻色－爱因斯坦凝聚（ＢＥＣ）时的一些物理量，发现产生凝聚的情况与外势场的形式紧密相关．由理论计算求得的临界温度ＴＣ和基态的粒子占据率Ｎ０／Ｎ与实验结果符合较好．这些研究有助于对这种新物态性质的了解．     

一维倾斜光晶格势阱中两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的矢量孤子解及其稳定性

用变分方法研究了在一维倾斜光晶格势阱中的两组分玻色-爱因斯坦凝聚体,分别得到了对称不分离、对称分离和不对称不分离三种不同类型的矢量孤子,并与数值模拟得到的结果进行比较,两者吻合得很好。进一步通过引入强扰动,研究了凝聚体中孤子的稳定性问题。     

拉曼耦合玻色-爱因斯坦凝聚原子的单模压缩特性

计算和分析了拉曼耦合玻色一爱因斯坦凝聚原子的压缩特性．研究了参量对单模压缩的影响．指出要增大单模压缩量可增大该模场的初始强度、减小另一模的初始强度．     

一维周期棘齿势场作用下玻色-爱因斯坦凝聚体的混沌

考虑非对称的一维周期棘齿势场作用下拉长的玻色-爱因斯坦凝聚原子云的动力学行为.运用直接微扰和积分方程的方法研究了该系统的空间Melnikov混沌特征.理论解析和相应数值结果均表明,此系统在空间坐标具有Melnikov混沌性质.     

指数型共心圆环外势中玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构

利用数值计算方法研究了指数型共心圆环外势中玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构,给出了势阱参数和原子之间两体相互接触作用对系统基态结构的影响.结果表明:构成圆环状势阱的势垒强度和位置对系统的基态结构影响很大,不同取值得到的基态结构具有很大差异;而当原子被限制在一定范围内时,原子之间的两体相互作用对系统的基态结构没有明显影响.     

两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中亮-亮孤子的碰撞

基于准一维异核两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的Gross-Pitaevskii方程模型,在调制不稳定条件下,通过调节相互作用强度参数,研究了亮-亮孤子解的产生及其碰撞问题。若不存在外部势阱,相对相位是π的情况下亮-亮孤子产生了完全弹性碰撞,相对相位是π/2时亮-亮孤子碰撞产生了能量的转移;若存在外部势阱,相对相位为π时亮-亮孤子产生了周期性碰撞,而相对相位是π/2时两孤子碰撞合并成一个孤子,并伴随有能量逃逸。     

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.     

碟形玻色凝聚体满足的G-P方程

通过赝势法得到处于简谐势阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体的能量平均值,并利用凝聚体的能量平均值,给出了碟形玻色凝聚体系中的玻色子所满足的含时的非线性薛定谔方程。     

偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的稳定性分析

利用变分法,在给出三维简谐势阱的频率方位比后,考察处于该势阱中的偶极BEC凝聚体,我们发现偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的稳定性由势阱的频率方位比、s-波散射长度、偶极相互作用强度和粒子数目等因素共同决定,当合适的参量给定后,NLSE总有亮孤子解存在,并可得到稳态与非稳态间的临界线.     

运动光格玻色 爱因斯坦凝聚体的混沌同步

针对运动光格玻色 爱因斯坦凝聚体的非线性特征, 基于Lyapunov稳定性理论, 结合正弦耦合混沌同步方法, 实现了运动光格玻色 爱因斯坦凝聚体的混沌同步.  通过理论分析和数值计算证明了正弦耦合混沌同步方法的有效性, 并分别实现了单变量耦合和双变量正弦耦合的混沌同步.  通过数值计算确定了能实现混沌同步的参数范围, 并证明双变量耦合比单变量耦合实现混沌同步快,  仅需要较小的耦合系数即可达到混沌同步, 给出了同步时间和耦合系数之间的关系.     

玻色-爱因斯坦凝聚体中孤子正碰及相移的研究

采用推广的PLK(Poincare-Lighthill-Kuo)方法研究二维盘状玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中孤子的正碰,得到了2个描述暗孤子及其传播的KdV方程和孤子正碰引起的相移.与准一维柱状BEC中孤子正碰的相移结果进行比较发现:当波数取1时,二维平面上孤子正碰后发生的相移与一维柱线上孤子正碰后发生的相移近似相等.     

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。