發(fā)布時(shí)間：2021-01-16 12:24

　　原子的激光冷卻與囚禁無疑是從20世紀(jì)末至今物理學(xué)發(fā)展最為迅速、成果十分輝煌的一個(gè)領(lǐng)域,其中包括了中性原子的激光冷卻與超冷量子氣體的制備等等。在中性原子的囚禁方向,此前的研究人員的主要研究課題是如何提高單個(gè)原子的操控精度。隨著研究的不斷深入,現(xiàn)今的科學(xué)家們著重于在此基礎(chǔ)之上將單原子的精細(xì)操控和囚禁擴(kuò)展到對(duì)介觀及宏觀原子點(diǎn)陣的有效調(diào)控上,以此達(dá)到在介觀及宏觀尺度上對(duì)現(xiàn)今的量子理論給予佐證及對(duì)未知領(lǐng)域探索的目的。光晶格中的超冷中性原子與環(huán)境的相互作用很弱,因此即使在超冷中性原子形成的體材料當(dāng)中,它也是一個(gè)相當(dāng)純凈的系統(tǒng)。同時(shí),光晶格中的超冷中性原子氣,從原子氣的制備,各種囚禁勢(shì)結(jié)構(gòu)的形成,原子間躍遷的產(chǎn)生,到原子間自旋軌道的形成及原子間強(qiáng)關(guān)聯(lián)相互作用的構(gòu)造等等,這些在光晶格冷原子實(shí)驗(yàn)當(dāng)中都可以被精確的操控,并且其存儲(chǔ)和保持量子相干性的時(shí)間也相對(duì)較長�；谶@些獨(dú)特的性質(zhì),光晶格中的超冷中性原子是用來實(shí)現(xiàn)量子模擬的理想平臺(tái),不管是單體還是多體系統(tǒng),甚至可以設(shè)計(jì)達(dá)到凝聚態(tài)系統(tǒng)無法達(dá)到的參數(shù)狀態(tài)。此外,光晶格還提供了多種技術(shù)手段來探測(cè)這些系統(tǒng)的特有性質(zhì)。在本文的量子模擬中,我們研究了用冷原子體系實(shí)現(xiàn)... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?（ａ）向右運(yùn)動(dòng)的原子與向左入射的激光束：（ｂ）吸收光子后處于激發(fā)態(tài)的原??子；（ｃ）原子的各向同性的自發(fā)輻射，原運(yùn)動(dòng)方向稍有改變

經(jīng)過不懈努力，美國Ｃｏｌｏｒａｄｏ大學(xué)和美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的聯(lián)合天體物理實(shí)驗(yàn)??室（ＪＩＬＡ）的Ｃｏｒｎｅｌｌ和Ｗｉｅｍａｎ終于在１９９５年首次實(shí)現(xiàn)了?１７０ｐ／Ｔ的稀疏銣原子??氣玻色－愛因斯坦凝聚（見圖１．２）?［９］。不久后，麻省理工學(xué)院（ＭＩＴ）的Ｋｅｔｔｅｒｌｅ則??制得了鈉原子氣的凝聚體［１０］。為此，Ｃｏｒｎｅｌｌ，?Ｋｅｔｔｅｒｌｅ和Ｗｉｅ－?ｍａｎ因?qū)崿F(xiàn)稀??－４－??

??圖１．３由冷原子形成的二維光晶格示意圖［１１］??圖１．４?二維方晶格實(shí)驗(yàn)裝置示意圖［１２］??子排列成有序的晶體結(jié)構(gòu)。圖１．３是二維光晶格的示意圖，原子被囚禁在周期??性勢(shì)場中，形成一個(gè)常見的二維晶體結(jié)構(gòu)。在二維光晶格中，平方格子是一??種較容易實(shí)現(xiàn)的光晶格。圖１．４就是二維平方格子的生成裝置實(shí)驗(yàn)示意圖。在??ｘ?－?ｙ平面內(nèi)，利用互相垂直的兩對(duì)反向傳播激光（紅色箭頭）生成二維的方形駐??波來囚禁原子，通過兩束在垂直平面成１５°夾角的激光（藍(lán)色箭頭），可以產(chǎn)生??一個(gè)在豎直方向上較深的勢(shì)阱［１２］。這個(gè)深勢(shì)阱使得２方向上不同層之間的原??子很難躍遷，原子只能在：ｒ－ｙ平面內(nèi)躍遷，我們就獲得了所需要的二維方格??子。??同樣地，一維光晶格和三維簡立方光晶格也可以用類似的方式生成。如圖??１．５（ａ）左圖所示，兩束反向平行傳播激光束會(huì)形成一組二維圓盤狀勢(shì)阱，如果再??在平行于二維圓盤的平面上增加一對(duì)類似激光束（與原來的兩束激光垂直）


本文編號(hào)：2980824