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作者：王文元西北师范大学

学位级别：硕士

超冷超流原子气体所具有的许多奇特的量子现象引起了人们的广泛关注。本文就针对费米超流气体中的自俘获以及隧穿现象做了深入而详实的研究。首先，我们给出了费米超流气体在BCS-BEC渡越区域所满足的基本动力学方程。引入双势阱模... 详细信息

超冷超流原子气体所具有的许多奇特的量子现象引起了人们的广泛关注。本文就针对费米超流气体中的自俘获以及隧穿现象做了深入而详实的研究。首先，我们给出了费米超流气体在BCS-BEC渡越区域所满足的基本动力学方程。引入双势阱模型，通过把波函数在表征双势阱的两个态矢量上展开，我们得到了双势阱中费米超流气体满足的动力学方程组。重写波函数后结合哈密顿系统的正则变换，我们得到了系统的哈密顿量。然后，我们研究了双势阱中费米超流气体的约瑟夫森振荡和自俘获现象。在对称双势阱中，我们发现会出现约瑟夫森振荡、振荡自俘获以及相对相位随时间变化的自俘获现象，它们分别对应于相平面上相轨迹的三种不的演化，结合哈密顿系统的不动点分析，我们得到了这三种现象出现的临界条件的数值和解析结果。在斜势阱中，我们发现会出现约瑟夫森振荡、振荡自俘获、相对相位随时间变化的自俘获、类振荡自俘获以及类相对相位随时间变化的自俘获现象，同样也给出了出现这五种演化轨道的临界条件。最后，通过给双势阱的能级差施加一个线性驱动，我们研究了双势阱中费米超流气体的朗道-齐纳隧穿现象。结合线性朗道-齐纳隧穿的基本理论，我们发现在相互作用较强时，在外场扫描数率的绝热极限下，量子绝热定理不再满足，但是在相互作用较弱时，绝热极限下，隧穿仍然满足量子绝热定理。通过与标准朗道-齐纳隧穿做比较，我们得到了弱的相互作用下隧穿率和外场扫描速率以及粒子间相互作用之间满足的指数规律。

关键词：超流费米气体自俘获朗道-齐纳隧穿

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可调自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的隧穿动力学

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物理学报 2022年第21期71卷 22-31页

作者：马赟娥乔鑫高瑞梁俊成张爱霞薛具奎西北师范大学物理与电子工程学院兰州730070

研究了在周期驱动拉曼耦合下的可调自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的能带结构、非线性朗道-齐纳隧穿动力学以及隧穿率.利用高频近似得到了与时间无关的Floquet哈密顿量,发现周期驱动可以有效地调控自旋-轨道耦合和非线性相互作用.与... 详细信息

研究了在周期驱动拉曼耦合下的可调自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的能带结构、非线性朗道-齐纳隧穿动力学以及隧穿率.利用高频近似得到了与时间无关的Floquet哈密顿量,发现周期驱动可以有效地调控自旋-轨道耦合和非线性相互作用.与两能级模型对比,解析地得到了能带出现loop的临界条件以及loop的宽度.研究发现,当种内原子间相互作用等于种间原子间相互作用时,不出现loop结构.而当种内原子间相互作用小于(大于)种间原子间相互作用时,loop出现在下(上)能带.此时,自旋-轨道耦合和拉曼耦合都会抑制loop的出现.特别地,通过调节外部驱动能控制能带出现loop结构的临界条件.还研究了可调自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的隧穿动力学.通过调节周期驱动强度可以调控系统的隧穿动力学,控制在动量空间发生非线性朗道-齐纳隧穿的位置,并使系统的自旋组分发生翻转.最后计算了系统的朗道-齐纳隧穿率,研究表明周期驱动能够有效调控系统的隧穿率.

关键词：玻色-爱因斯坦凝聚体自旋-轨道耦合非线性能带结构朗道-齐纳隧穿

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玻色—爱因斯坦凝聚体在双阱及菱形晶格链中的隧穿特性

玻色—爱因斯坦凝聚体在双阱及菱形晶格链中的隧穿特性

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作者：常娜娜西北师范大学

学位级别：硕士

近年来,光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体动力学特性的研究已成为冷原子领域中的研究热点。由于量子隧穿效应,原子有一定的几率穿过势垒而不会长期局域于其中一个光晶格中。但是,研究发现,改变某些参数(比如,原子间相互作用、光晶格的倾斜... 详细信息

近年来,光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体动力学特性的研究已成为冷原子领域中的研究热点。由于量子隧穿效应,原子有一定的几率穿过势垒而不会长期局域于其中一个光晶格中。但是,研究发现,改变某些参数(比如,原子间相互作用、光晶格的倾斜以及人工磁场)可以相对精确地调控原子在不同光晶格中的隧穿特性,从而使其按照需要进行选择性输运。以前对量子隧穿现象的研究大多局限于两体相互作用,但是在多原子系统中三体相互作用对玻色气体的输运特性也有不可忽视的作用,其在实验上可以利用费什巴赫共振技术和光辅助隧穿来调控。此外,光晶格的形状对隧穿特性也有重要影响,因此,本文利用两模玻色哈勃模型(紧束缚模型),主要研究了玻色-爱因斯坦凝聚体在双阱及菱形晶格链中的隧穿特性。本文的主要研究内容和结构安排如下:第一章简单介绍了本论文的研究背景,并简述了玻色子在双势阱及菱形晶格链中的各种量子现象,比如,约瑟夫森振荡、局域化现象、拉比振荡、塌缩-恢复现象、布洛赫振荡和朗道-齐纳隧穿,进一步综述了其研究现状以及存在的问题,从而提出了本论文的研究内容和研究意义。第二章利用两模玻色哈勃模型,研究了少体玻色子在双势阱中的隧穿动力学特性。研究发现,当两体和三体相互作用满足一个临界条件(即有效相互作用能达到最小)时,以最小周期隧穿的非关联的拉比振荡才会发生。在弱相互作用区,当原子之间的两体和三体相互作用之间的比值远离其临界条件时,非相关联的塌缩-恢复现象就会发生。在强相互作用区,即使两体和三体相互作用的比值远离其临界条件,相关联的拉比振荡依然发生。随着两体和三体相互作用的比值远离其临界条件或者粒子数的增大,隧穿周期(塌缩-恢复周期)就会变长(缩短)。第三章基于平均场近似,利用紧束缚模型,研究了倾斜和人工磁场对系统色散关系的影响,从而分析了其对处于不同初始分布下的玻色子在菱形晶格链中的隧穿动力学特性的影响。研究发现,菱形晶格链的倾斜和人工磁场都可以改变系统的能带结构,并且调节其带隙,从而使得玻色子在菱形晶格链中发生有趣的动力学行为,其动力学主要表现为朗道-齐纳隧穿、布洛赫振荡和局域化等量子现象之间的转变(此消彼长),这种转变还与玻色子在菱形晶格链中的初始分布密切相关。最后,简要对本工作进行总结,并进一步展望该领域的研究前景。

关键词：玻色-爱因斯坦凝聚体拉比振荡塌缩-恢复现象朗道-齐纳隧穿布洛赫振荡自囚禁现象

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双波导耦合效应与能量转移

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2012年第2期40卷 23-28页

作者：刘锦锋赵琳瑶徐永刚段艳涛任立庆李永放陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西西安710062

应用光学布洛赫矢量表示法,研究光在两个弯曲波导之间的相互耦合和能量转换规律,探索不同耦合系数下两个弯曲波导间能量完全转移的机理.结果表明:通过调节耦合波导间的折射率,可以控制两个弯曲波导间的耦合系数,从而实现两个弯曲波导之... 详细信息

应用光学布洛赫矢量表示法,研究光在两个弯曲波导之间的相互耦合和能量转换规律,探索不同耦合系数下两个弯曲波导间能量完全转移的机理.结果表明:通过调节耦合波导间的折射率,可以控制两个弯曲波导间的耦合系数,从而实现两个弯曲波导之间的能量完全转移.

关键词：朗道-齐纳隧穿光能量转移布洛赫矢量波导耦合

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周期外场下光晶格中冷原子的动力学研究

周期外场下光晶格中冷原子的动力学研究

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作者：王蓝玉北京邮电大学

学位级别：硕士

在光晶格中研究冷原子为解决凝聚态物理中的复杂物理问题提供了一种新的方法。近年来原子冷却和激光调制技术的进步为我们研究此系统提供了很好的支持。光晶格具有易于调控、不存在杂质和缺陷、测量方便、模型可以逐渐调节等优点成为模... 详细信息

在光晶格中研究冷原子为解决凝聚态物理中的复杂物理问题提供了一种新的方法。近年来原子冷却和激光调制技术的进步为我们研究此系统提供了很好的支持。光晶格具有易于调控、不存在杂质和缺陷、测量方便、模型可以逐渐调节等优点成为模拟复杂物理体系的理想的实验平台。该系统在研究布洛赫振荡、万尼尔-斯塔克阶梯,朗道-齐纳隧穿、玻色-爱因斯坦凝聚、量子棘轮、量子计算和量子编码等许多方向都有广阔的应用前景。本论文主要研究了周期外场作用下光晶格中由朗道-齐纳隧穿效应引起的原子流变化。当将系统简化为二能带模型时,相应的原子流可由玻尔兹曼方程求出。我们分三种情况讨论朗道-齐纳隧穿效应及周期外场对原子流的影响。数值计算表明,原子流振荡最终将会达到稳定值,原子流的振幅和平均值可分别通过改变朗道-齐纳隧穿概率和周期场来调节。该研究为我们在光晶格系统中研究物理问题提供了参考,也为我们观察朗道-齐纳隧穿提供了新的方式。

关键词：光晶格冷原子朗道-齐纳隧穿原子流

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