【摘要】：在玻色-愛因斯坦統(tǒng)計提出之后的幾十年內(nèi),由于有關(guān)原子,分子,光物理上理論和實驗技術(shù)的長足進(jìn)步,使得原子氣體被有效冷卻到幾十到幾百納開爾文,并被囚禁在磁阱或光阱中才形成玻色凝聚體.自旋1的玻色-愛因斯坦凝聚體在單模近似下具有非常豐富的基態(tài),當(dāng)不考慮原子間磁偶極相互作用時,在大多數(shù)情況下平均場理論和全量子理論對體系基態(tài)的預(yù)言是一致的,但是在某些基態(tài)漲落非常大時,平均場失效,其所預(yù)言的基態(tài)發(fā)生自發(fā)對稱性破缺;然而平均場理論在ρ0-θ相空間中給出了非常漂亮的非剛性單擺模型.當(dāng)把磁偶極相互作用考慮進(jìn)來后,平均場理論依然能夠在自旋角動量空間給出自旋轉(zhuǎn)動的非剛性單擺模型.多粒子糾纏的單重態(tài)是實驗學(xué)家們一直想要得到的體系狀態(tài),我們在自旋1的反鐵磁相互作用23Na旋量玻色-愛因斯坦凝聚體中提出利用自旋混合動力學(xué)多能級振蕩的方法來快速制備高保真度的多體糾纏態(tài),包括單重態(tài)和孿生雙數(shù)態(tài).將多能級振蕩和絕熱演化相結(jié)合使用的方法,不僅極大地縮短了演化時間而且放寬了二階塞曼劈裂的調(diào)控精度,將原來理論上估計的等效磁場從微高斯提高到毫高斯量級.用這種方法產(chǎn)生的兩種糾纏態(tài)的保真度都高于96%,并且即便是在有粒子數(shù)漲落和隨機(jī)磁場噪聲的情況下,廣義壓縮參數(shù)依然降到遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)量子極限,這說明我們的方法是非常可靠的.用這種方法產(chǎn)生的多粒子糾纏態(tài)可以在高精密測量中達(dá)到海森堡量子極限并且有可能解決量子信息中的非經(jīng)典問題.在將原子間的磁偶極相互作用考慮進(jìn)來后,我們在自旋1的鐵磁相互作用87Rb旋量玻色-愛因斯坦凝聚體中利用三種方法將磁偶極相互作用的哈密頓量轉(zhuǎn)變?yōu)榱穗p軸壓縮算符.進(jìn)而仔細(xì)研究了環(huán)境磁場噪聲對單軸和雙軸壓縮的影響,發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)噪聲強(qiáng)度低于10-9高斯的情況下才不會對動力學(xué)壓縮過程產(chǎn)生破壞作用.當(dāng)利用嵌套的動力學(xué)解耦技術(shù)結(jié)合偏置磁場的方法后,將磁場噪聲完全抑制,并且重新完全恢復(fù)了自旋壓縮過程.我們的方法利用磁偶極相互作用比較容易地產(chǎn)生了壓縮態(tài),并且為量子測量達(dá)到海森堡極限提供了另一種可能性.
【圖文】：

同 α 值情況下, 化學(xué)勢對溫度的一階導(dǎo)函數(shù)隨溫度的變化情況. α = 3 (α = 2) 的黑色實線 維諧振子束縛阱的結(jié)果, α = 3/2 的黑色虛線代表三維方勢阱的結(jié)果. [10].玻色 -愛因斯坦凝聚體的實現(xiàn)技術(shù)的快速發(fā)展為實驗上產(chǎn)生和操控冷原子氣體提供了強(qiáng)有力的工具 [16,17]. 聚體第一次在實驗上被實現(xiàn)以來, 經(jīng)過 20 余年理論和實驗技術(shù)的飛速發(fā)展, 已素在實驗室中形成玻色凝聚體, 并且凝聚體的相干時間也越來越長 [1 9]. 在這

原子在電場中吸收光子速率的分布函數(shù)[10].
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O413.1;O469

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本文編號：2698777