該博士論文是作者博士期間學(xué)習(xí)和工作的總結(jié)。本文通過(guò)在超冷原子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上構(gòu)造并且實(shí)現(xiàn)自旋軌道耦合,對(duì)超流體、拓?fù)浣^緣體以及一些其他物理問(wèn)題進(jìn)行模擬和研究。在研究過(guò)程中,我們探討了自旋軌道耦合的基本性質(zhì),并且根據(jù)需要發(fā)展了一些技術(shù)方法。本文首先簡(jiǎn)述了玻色愛(ài)因斯坦凝聚體的基本理論,討論了自旋軌道耦合的一些基本性質(zhì),并且介紹了理論和實(shí)驗(yàn)上構(gòu)造自旋軌道耦合的方案。然后描述了完整的實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)。之后介紹了一系列在實(shí)驗(yàn)上對(duì)于一維/二維自旋軌道耦合的研究。首先,我們利用布拉格譜技術(shù)測(cè)量了一維自旋軌道耦合BEC的激發(fā)譜,發(fā)現(xiàn)了該體系中存在的旋子模式結(jié)構(gòu)。通過(guò)調(diào)節(jié)耦合強(qiáng)度或者失諧可以實(shí)現(xiàn)對(duì)聲子模式和旋子模式的調(diào)節(jié),這是實(shí)驗(yàn)上首次在弱且短程相互作用體系中發(fā)現(xiàn)了旋子形式激發(fā)譜,為今后模擬強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系提供了新的思路。其次,我們提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)二維自旋軌道耦合的方案并且在實(shí)驗(yàn)上成功實(shí)現(xiàn)了。該方案簡(jiǎn)單易行,無(wú)需相位的精確鎖定、光勢(shì)的精細(xì)調(diào)節(jié)等復(fù)雜技術(shù),構(gòu)造的系統(tǒng)具有維度可調(diào)、加熱小、拓?fù)浞€(wěn)定等特點(diǎn)。在該二維自旋軌道耦合系統(tǒng)上,我們觀(guān)測(cè)了動(dòng)量空間上的體系基態(tài)、二維到一維自旋軌道耦合的演化以及系統(tǒng)的拓?fù)湎嘧�。然�?在已...

【文章頁(yè)數(shù)】：127 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1玻色愛(ài)因斯坦凝聚形成過(guò)程示意圖

量子模擬是以超冷原子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為基礎(chǔ)的，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)非常干凈、易于操控??且能夠滿(mǎn)足一些嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)條件。人們常常利用超冷原子系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)某一給??的哈密頓量，然后在該體系中使用一些技術(shù)手段來(lái)研宄擁有該哈密頓量的體??的性質(zhì)，這也就是量子模擬。在量子模擬中，實(shí)現(xiàn)的給定的哈密頓量一般分為?....

圖1.2ZoraoHadzibabic小組在玻色氣體中實(shí)現(xiàn)的opticalboxtrap的示意圖

圖１．３?Ｍａｒｔｉｎ?Ｗ．?Ｚｗｉｅｒｌｅｉｎ小組在費(fèi)米氣體中實(shí)現(xiàn)的均勻勢(shì)能的示意圖。??３??

圖1.4I.Block小組實(shí)現(xiàn)方形光晶格的示意圖

中加入相對(duì)應(yīng)的周期性勢(shì)能，這樣才能夠利用量子氣體系統(tǒng)很好地來(lái)模擬該料并且對(duì)材料進(jìn)行研宄。實(shí)驗(yàn)上通常是利用光晶格來(lái)實(shí)現(xiàn)具有周期性的勢(shì)能，如方形光晶格［１９，?２０］、三角光晶格［２１］、六角光晶格［２２］等等。而其中最為見(jiàn)的是方形光晶格，Ｉ．?Ｂｌｏｃｈ小組實(shí)現(xiàn)的方形光晶格［１９］....

圖１．５?ＭＩＴ的Ｗ．?Ｋｅｔｔｅｒｌｅ小組制備量子簡(jiǎn)并的鈉分子實(shí)驗(yàn)過(guò)程示意圖

?２０??ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ?（Ｇ）??圖１．６?Ｒ．?Ｇｒｉｍｍ小組測(cè)量超冷分子中的磁矩結(jié)果。??５??

本文編號(hào)：4018988