本論文主要講述了我博士期間主要參與的基于超冷6Li-41K原子的四個實驗研究工作。論文一開始首先先從Feshbach共振附近的超冷原子和光晶格中的超冷原子兩個方面,簡單介紹了超冷原子實驗是如何發(fā)展成為當今研究強關(guān)聯(lián)多體系統(tǒng)的理想平臺。緊接著,本人在論文的第二章中簡單介紹了玻色氣體和費米氣體的基本性質(zhì)、強相互作用費米氣體膨脹動力學(xué)和Feshbach共振技術(shù);在第三章中主要分別介紹了光阱與光晶格的基本概念、光晶格中的能帶理論和費米哈伯德模型。從第四章開始進入超冷原子實驗的介紹。首先簡單介紹了我們超冷6Li-41K實驗平臺。隨后詳細介紹了本人主要參與的四個實驗工作。第一個工作是簡并玻色氣體在d波勢形共振附近的研究。我們利用非彈性原子損失譜觀測到了 41K玻色氣體d波共振的三劈裂結(jié)構(gòu),同時利用磁場共振調(diào)制的方法測量了 d波分子的束縛能,與多通道量子虧損理論的計算結(jié)果一致,直接證明了我們觀測到了一個可調(diào)諧的寬的d波勢形共振。通過測量發(fā)現(xiàn),原子團在共振附近的壽命比多體的典型平衡時間要長得多。通過對磁場掃描穿越共振點后激發(fā)的呼吸模振蕩的測量和分析,間接證明了在磁場掃描過程中產(chǎn)生了一種低溫原子-分子混...

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 Feshbach共振附近的超冷原子
    1.2 光晶格中的超冷原子
    1.3 論文結(jié)構(gòu)
第2章 超冷原子的基本概念和基礎(chǔ)理論
    2.1 玻色氣體和費米氣體的基本性質(zhì)
        2.1.1 無相互作用熱原子氣體密度分布
        2.1.2 玻色-愛因斯坦凝聚體
        2.1.3 費米簡并氣體與費米超流
    2.2 強相互作用費米氣體膨脹動力學(xué)
        2.2.1 強相互作用費米氣體的狀態(tài)方程
        2.2.2 強相互作用費米氣體的膨脹行為分析
    2.3 Feshbach共振
        2.3.1 基本的碰撞理論
        2.3.2 原子不同內(nèi)態(tài)間的散射
        2.3.3 散射共振
        2.3.4 分子的形成
第3章 光晶格中的基本概念和費米哈伯德模型
    3.1 光阱與光晶格
        3.1.1 光阱
        3.1.2 光晶格
    3.2 光晶格中的能帶理論
        3.2.1 一維能帶結(jié)構(gòu)
        3.2.2 Bloch本征態(tài)和Wannier態(tài)
        3.2.3 三維晶格的能帶結(jié)構(gòu)和Wannier態(tài)
        3.2.4 超晶格中的能帶結(jié)構(gòu)和Wannier態(tài)
    3.3 費米哈伯德模型
        3.3.1 費米哈伯德模型的哈密頓量
        3.3.2 填充因子、雙占據(jù)成分和熵容量
        3.3.3 吸引哈伯德模型
        3.3.4 排斥哈伯德模型
        3.3.5 兩格點費米哈伯德模型求解
        3.3.6 費米哈伯德模型描述的有效性
第4章 ⁶Li-⁴¹K混合實驗系統(tǒng)與基本實驗過程
    4.1 真空系統(tǒng)
    4.2 激光系統(tǒng)
    4.3 磁傳輸系統(tǒng)
    4.4 磁場和射頻系統(tǒng)
        4.4.1 磁場系統(tǒng)
        4.4.2 射頻系統(tǒng)
    4.5 成像系統(tǒng)
    4.6 時序控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
    4.7 ⁶Li-⁴¹K混合超冷原子氣體的基本制備過程
第5章 簡并玻色氣體在d波勢形共振附近的研究
    5.1 Feshbach共振與勢形共振的不同
    5.2 d波勢形共振的觀測
    5.3 分子束縛能的測量
    5.4 d波勢形共振的證據(jù)
    5.5 共振附近原子團壽命的測量
    5.6 d波分子的形成和探測
    5.7 總結(jié)與展望
第6章 費米超流的類振蕩膨脹問題的研究
    6.1 實驗過程和現(xiàn)象
    6.2 費米超流在馬鞍形勢場中膨脹動力學(xué)過程的定量分析
        6.2.1 相互作用對費米氣體在馬鞍形勢場中的膨脹行為的影響
        6.2.2 溫度對強相互作用區(qū)費米氣體膨脹行為的影響
    6.3 總結(jié)與展望
第7章 ⁶Li-⁴¹K超精細態(tài)非彈性碰撞導(dǎo)致的態(tài)變化的研究
    7.1 ⁶Li原子和⁴¹K原子的態(tài)制備過程
    7.2 HCC產(chǎn)物的探測
    7.3 HCC態(tài)變化率的獲得
Li-|8>K接觸參數(shù)的獲得">    7.4 |1>_Li-|8>_K接觸參數(shù)的獲得
    7.5 總結(jié)和展望
第8章 光晶格的搭建和基本探測技術(shù)的發(fā)展
    8.1 實驗方向和方案
    8.2 光晶格的設(shè)計和搭建
    8.3 光晶格的調(diào)節(jié)與晶格深度的標定
        8.3.1 Kapitza-Dirac散射
        8.3.2 s-to-d能帶映射
    8.4 超晶格的調(diào)節(jié)與相位標定
        8.4.1 double-slit干涉圖樣
        8.4.2 超晶格左右格點分辨技術(shù)
    8.5 費米子光晶格裝載狀態(tài)判斷
        8.5.1 雙占據(jù)測量
        8.5.2 三維密度分布重構(gòu)——原位測量加逆阿貝爾變換
    8.6 單獨⁴¹K或⁶Li原子團晶格裝載情況
    8.7 總結(jié)和展望
參考文獻
附錄A 量子虧損理論
    A.0.1 單通道量子虧損理論
    A.0.2 多通道量子虧損理論
    A.0.3 多通道量子虧損理論在d波實驗中應(yīng)用
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號：3812503