發(fā)布時(shí)間：2021-06-07 13:15

　　光晶格中的超冷原子具有良好的相干性,在冷原子物理領(lǐng)域的研究中具有非常重要的作用。將超冷原子裝載入光晶格中可以模擬固體物理中的各種量子相變。近年來(lái),超冷原子在光晶格高激發(fā)能帶中的研究引起了人們廣泛的關(guān)注,并發(fā)現(xiàn)了許多有趣的多體物理現(xiàn)象。比如處于高激發(fā)能帶的超冷原子在立方晶格中的超固態(tài)量子相、三角晶格中的量子條帶軌道等。多組分超冷原子可以實(shí)現(xiàn)多自旋系統(tǒng),被廣泛應(yīng)用于自旋獨(dú)立光晶格和非自旋獨(dú)立光晶格中,可以用來(lái)模擬固體材料中的鐵磁態(tài)和反鐵磁態(tài),研究自旋混合物的量子相及其動(dòng)力學(xué)。多組分超冷原子還可以實(shí)現(xiàn)自旋糾纏的干涉儀,對(duì)重力的量子效應(yīng)進(jìn)行研究。本文的主要工作如下:1.實(shí)現(xiàn)了多組分自旋超冷原子。實(shí)驗(yàn)中,我們使用非絕熱Majorana躍遷的方法將BEC制備到不同的磁子能級(jí)上,并可以精確控制不同組分的比例,實(shí)現(xiàn)了多自旋凝聚體,為進(jìn)一步在光晶格中實(shí)現(xiàn)多自旋凝聚體模擬量子比特提供了技術(shù)基礎(chǔ)。2.實(shí)現(xiàn)了超冷原子在三角形光晶格中D能帶上的快速裝載。我們使用了全新的快速裝載的方法,在保持極高裝載效率的情況下,將超冷原子的裝載時(shí)間由絕熱裝載的幾十毫秒縮短到了100微秒以內(nèi),縮短了至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)。這種快速、有效... 

【文章來(lái)源】：北京大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

玻色（1894-1974）與愛(ài)因斯坦（1879-1955）

不同的量子力學(xué)相變。在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域，玻色-愛(ài)因斯坦凝聚的出現(xiàn)代表了一種質(zhì)狀態(tài)，為實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家進(jìn)行量子模擬提供了全新的思路。在應(yīng)用工程領(lǐng)域，玻斯坦凝聚可以應(yīng)用于精密測(cè)量，制造原子鐘和原子干涉儀等對(duì)時(shí)間，長(zhǎng)度，重礎(chǔ)物理量進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量[9,10]。在新興產(chǎn)業(yè)中，玻色-愛(ài)因斯坦凝聚甚至?xí)䦟?duì)集成電的發(fā)展帶來(lái)革命性的影響。光刻激光的波長(zhǎng)是制約集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步集成化因素。目前正在使用中的激光波長(zhǎng)有限，如果使用原子激光來(lái)代替現(xiàn)有的激光，大大提高芯片的集成密度，從而使電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度更快，性能更強(qiáng)。光晶格 光晶格周期勢(shì)阱遠(yuǎn)失諧的的激光會(huì)對(duì)原子產(chǎn)生 AC 斯塔克效應(yīng)，通過(guò)引起原子的光頻移從而形極阱。兩束頻率相同，偏振方向相同的激光對(duì)射可以形成駐波場(chǎng)。在光的駐波由于光強(qiáng)的周期性分布，中性原子在其中會(huì)感受到周期性的勢(shì)場(chǎng)。這種由激光造空間中周期性排布的勢(shì)阱，被稱為光晶格，如圖 1.5 所示。

圖 1.6 三角形光晶格中超流態(tài)-Mott 絕緣態(tài)相變美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的 Stamper-Kurn 實(shí)驗(yàn)小組在 2012 年利用 1064nm 的激2nm 的激光（倍頻 1064nm 激光產(chǎn)生）組成了雙重三角形光晶格，并由此得到 Kagome 光晶格[58]，如圖 1.7 所示。在二維 Kagome 光晶格中，改變兩束激光相還可以形成一維條形光晶格和綴飾三角形光晶格。


本文編號(hào)：3216644