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一维光晶格中冷原子的输运性质研究

一维光晶格中冷原子的输运性质研究

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作者：薛程大连理工大学

学位级别：硕士

超冷原子是利用激光冷却等手段将原子制备到极低温度(nk级别)环境下的稀疏原子气体。光晶格是利用激光干涉形成的周期性网状势阱,可作为装载冷原子的实验平台,使冷原子在晶格内有序排列。通过调节激光强度、偏振度、频率等可以对光晶格... 详细信息

超冷原子是利用激光冷却等手段将原子制备到极低温度(nk级别)环境下的稀疏原子气体。光晶格是利用激光干涉形成的周期性网状势阱,可作为装载冷原子的实验平台,使冷原子在晶格内有序排列。通过调节激光强度、偏振度、频率等可以对光晶格的晶格数目、势阱深度等进行精确控制。被装载于光晶格中的超冷原子会呈现出许多奇妙的现象,如形成玻色爱因斯坦凝聚态、发生量子隧穿和相变等现象。对装载于晶格中的冷原子,其输运自然受限于晶格系统环境的影响。对于开放的多体系统而言,其不可避免的与周遭环境之间发生相互作用,存在耗散,这种耗散被认为会对晶格系统造成负面影响。然而,近些年的一些实验表明,这种耗散效应可以作为一种手段用于调控系统。本文通过调节距离选择耗散、外部驱动和原子间相互作用等因素来研究光晶格中冷原子的输运性质。具体工作内容如下:首先,通过引入马尔科夫主方程描述一维受驱动光晶格中冷原子的动力学模型,利用平均场近似理论简化系统复杂度,并在此基础上推导出各物理量所满足的微分方程组,从而研究距离选择型耗散、外部驱动以及原子间相互作用对光晶格中冷原子的输运影响。通过解析计算与数值模拟,本文有以下发现:(1)对于处于不同晶格系统(晶格数目为奇数和偶数)内的冷原子,在相同环境的影响下,在输运过程中,仅奇数晶格系统中的冷原子会发生自囚禁现象,通过改变距离选择耗散强度,可破坏自囚禁,增强输运。(2)在冷原子的输运过程中,通过增大临界距离或者减小耗散强度,可缩短冷原子的输运周期,当临界距离一定时,增大耗散强度,可使冷原子输运的局域化程度增大。(3)对于冷原子的可控输运,在冷原子输运的某个时刻,通过增大原子间相互作用,会抑制冷原子的隧穿效应,增强量子自囚禁效应,达到将冷原子输运到指定晶格的目的。(4)对于双势阱中的冷原子的输运,通过具体的解析计算,阐述了外部驱动对冷原子输运的影响。综上,光晶格中冷原子的输运性质与光晶格数目、原子间相互作用、距离选择耗散以及外部驱动等因素密切相关,通过控制环境耗散强度,可以驱动系统达到所期许的量子态。

关键词：开放量子系统冷原子系统光晶格可控耗散

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一种求解非线性动力学的无条件稳定方法

一种求解非线性动力学的无条件稳定方法

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第十四届全国振动理论及应用学术会议(NVTA2021)

作者：季奕邢誉峰北京航空航天大学固体力学研究所北京航空航天大学高等理工学院

结构的非线性瞬态分析受到了越来越多的关注,为精确且稳定地计算该类问题,本文提出了一种两分步时间积分方法。所提出的方法具有二阶精度、无条件稳定性和可控的高频耗散,且无超调现象。此外,与现有的大多数时间积分方法不同,本文方法... 详细信息

结构的非线性瞬态分析受到了越来越多的关注,为精确且稳定地计算该类问题,本文提出了一种两分步时间积分方法。所提出的方法具有二阶精度、无条件稳定性和可控的高频耗散,且无超调现象。此外,与现有的大多数时间积分方法不同,本文方法避免了初始时刻加速度的计算,因此其是一种真正的自启动方法。著名的BN稳定性理论可以分析时间积分方法在非线性初值问题中的稳定性特性。为实现对非线性系统的无条件稳定计算,本文利用BN稳定性理论设计算法参数,从而使得本文方法获得了BN稳定性。数值测试发现在目前流行的梯形法则和ρ∞-Bathe方法失效的非线性问题中,本文提出的方法仍能给出稳定且准确的预测。除稳定性优势外,数值测试的结果显示与梯形法则和ρ∞-Bathe方法相比,本文方法还具有精度和能量保守优势。鉴于本文方法具有良好的数值特性和易执行的求解格式,其被建议使用在非线性结构动力学系统的求解中。

关键词：两分步可控耗散自启动 BN稳定性非线性动力学

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基于MDCD重构的高分辨率有限体积方法

基于MDCD重构的高分辨率有限体积方法

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第七届全国流体力学学术会议

作者：王秋菊任玉新孙振生清华大学航天航空学院工程力学系

最小色散可控耗散(MDCD)格式通过对色散和耗散分别进行优化和控制,从而使MDCD格式具有良好的色散耗散特性。该格式最初是基于有限差分框架能够处理流场间断,具有较高的分辨率。本文将给出有限体积框架下的基于MDCD格式重构的低色散格式... 详细信息

最小色散可控耗散(MDCD)格式通过对色散和耗散分别进行优化和控制,从而使MDCD格式具有良好的色散耗散特性。该格式最初是基于有限差分框架能够处理流场间断,具有较高的分辨率。本文将给出有限体积框架下的基于MDCD格式重构的低色散格式,以更好得处理许多实际工程应用中的复杂几何形状和流场。这种低色散的有限体积格式具有良好的流场小尺度结构分辨率和计算的稳健性。

关键词： MDCD 低色散可控耗散有限体积方法

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