超冷玻色氣上二維自旋軌道耦合的實(shí)驗(yàn)研究
本文關(guān)鍵詞：超冷玻色氣上二維自旋軌道耦合的實(shí)驗(yàn)研究 出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年博士論文 論文類型：學(xué)位論文
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【摘要】：本文旨在通過玻色愛因斯坦凝聚體實(shí)現(xiàn)自旋軌道耦合,對超流體、拓?fù)浣^緣體以及其他一些物理問題進(jìn)行模擬和研究。在研究過程中,我們對自旋軌道耦合的各種性質(zhì)進(jìn)行了探討,并根據(jù)需要發(fā)展了一些技術(shù)方法。固體體系中的自旋軌道耦合存在豐富的物理問題和現(xiàn)象。例如拓?fù)浣^緣體、Majorana費(fèi)米子、自旋器件等等。超冷原子作為最為簡單的多體系統(tǒng)之一,是研究自旋軌道耦合的理想平臺,具有高純凈、高可控等特點(diǎn)。本文首先介紹了實(shí)現(xiàn)和研究玻色愛因斯坦凝聚體與自旋軌道耦合的裝置和技術(shù)手段。新的裝置和技術(shù)包括Cicero時(shí)序控制系統(tǒng),Kapitza-Dirac衍射標(biāo)定技術(shù),Bragg譜技術(shù),磁場穩(wěn)定技術(shù)系統(tǒng)等等。我們采用Bragg譜技術(shù),測定了一維自旋軌道耦合系統(tǒng)中的激發(fā)譜,并對其中表現(xiàn)出來的聲子-極大子-旋子結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了研究。我們發(fā)現(xiàn)在相變點(diǎn)附近,旋子模和聲子模有不同程度的減弱。接著,我們在原有Raman耦合技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)極簡的二維自旋軌道耦合系統(tǒng),該系統(tǒng)方案無需相位鎖定,對光勢的精細(xì)調(diào)控也沒有很高要求,具有維度可調(diào)、加熱小、拓?fù)浞�(wěn)定等特點(diǎn)�；谶@一實(shí)現(xiàn),我們觀察了系統(tǒng)的拓?fù)湎嘧兒蛣?dòng)量空間中的自旋極化分布情況。接著,在原有二維方案的基礎(chǔ)上,我們提出了一個(gè)升級改進(jìn)方案,保證了完整的C4對稱性,使實(shí)驗(yàn)更為簡單、緊湊、穩(wěn)定,系統(tǒng)壽命也得到了很大提升。我們以此為基礎(chǔ),測量了該拓?fù)湎到y(tǒng)的拓?fù)湎鄨D和能帶結(jié)構(gòu)。人工合成超冷原子自旋軌道耦合有豐富的物理現(xiàn)象。對超流體,拓?fù)浣^緣體等物理問題的研究幫助很大。我們的二維自旋軌道耦合方案可調(diào)控從一維到二維的轉(zhuǎn)變,而且加熱小、拓?fù)浞�(wěn)定。為使用超冷原子研究奇異量子相提供了重要的研究手段。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O469
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，本文編號：1323626
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