超冷原子氣體中若干量子現(xiàn)象的研究
本文關(guān)鍵詞：超冷原子氣體中若干量子現(xiàn)象的研究
更多相關(guān)文章： 冷原子 磁性 BKT相變 Feshbach共振 拓?fù)?/b>
【摘要】：本文中我們對超冷原子氣體中的若干理論問題進(jìn)行了研究。這些問題涉及超冷原子費(fèi)米氣體的巡游鐵磁性,合成磁場中的二維BKT相變,窄Feshbach共振的射頻譜,以及冷原子費(fèi)米氣體的拓?fù)湫?yīng)。 首先,我們提出通過引入雙勢阱的構(gòu)建來在實(shí)驗(yàn)上觀測費(fèi)米氣體巡游鐵磁相變的實(shí)驗(yàn)方案。與通常的單勢阱相比,這一方案通過雙勢阱中兩組分費(fèi)米子分別占據(jù)形成磁疇來觀測鐵磁性相變,這樣形成的磁疇結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,同時實(shí)驗(yàn)上也更加容易觀測。我們的計(jì)算結(jié)果顯示這一相變點(diǎn)與Stoner的巡游鐵磁相變理論吻合的很好。 接下來,我們研究了基于冷原子中合成磁場新的背景下的二維光晶格玻色氣體的BKT相變。我們將這一系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為一個阻挫的XY模型,利用蒙特卡羅方法計(jì)算了不同磁場下系統(tǒng)的BKT相變溫度。我們的結(jié)果顯示了臨界溫度與磁場較為復(fù)雜的關(guān)系。 隨后,我們考慮了6Li原子氣體在窄Feshbach共振區(qū)域的射頻譜。我們利用求和規(guī)則給出了射頻譜的定性特征,隨后基于微擾展開計(jì)算了這一系統(tǒng)射頻譜定量的特征。我們的計(jì)算結(jié)果很好地解釋了賓夕法尼亞州立大學(xué)O'Hara小組的實(shí)驗(yàn)。 最后,我們基于拉曼誘導(dǎo)的自旋軌道耦合費(fèi)米氣體設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)用以在其中觀測拓?fù)溥吘壞�。我們提議通過將拉曼耦合部分與超流部分分開,利用6Li原子氣體的四個最低的超精細(xì)能級來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。我們的計(jì)算顯示這一提議很好地解決了當(dāng)前在拉曼耦合費(fèi)米氣體中由于過度受熱而無法觀測到拓?fù)湫盘柕膯栴}。
【關(guān)鍵詞】：冷原子 磁性 BKT相變 Feshbach共振 拓?fù)?/strong>
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：O469
【目錄】：
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-9
- 1 引言9-11
- 2 超冷原子費(fèi)米氣體中的巡游鐵磁性相變11-24
- 2.1 超冷原子氣體中的巡游鐵磁性相變11-14
- 2.2 巡游鐵磁性相變的機(jī)理及Stoner模型14-16
- 2.3 基于雙勢阱構(gòu)建觀測巡游鐵磁相變16-23
- 2.3.1 理論模型16-18
- 2.3.2 對稱情況(相同勢阱深度和總粒子數(shù))18-21
- 2.3.3 非對稱情況(不同勢阱深度或粒子數(shù))21-23
- 2.4 小結(jié)23-24
- 3 合成磁場中的二維BKT相變24-36
- 3.1 冷原子中合成磁場的產(chǎn)生24-25
- 3.2 二維的BKT相變25-30
- 3.3 合成磁場中的二維BKT相變30-35
- 3.3.1 理論模型30-31
- 3.3.2 Metropolis蒙特卡羅算法31-32
- 3.3.3 計(jì)算結(jié)果與討論32-35
- 3.4 小結(jié)35-36
- 4 窄Feshbach共振區(qū)域的射頻譜研究36-54
- 4.1 冷原子中的Feshbach共振36-38
- 4.2 Feshbach共振的平均場理論38-40
- 4.3 窄共振區(qū)域的射頻譜40-53
- 4.3.1 窄共振實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>42-44
- 4.3.2 求和規(guī)則44-47
- 4.3.3 零溫及有限溫的射頻譜47-51
- 4.3.4 計(jì)算結(jié)果及與實(shí)驗(yàn)的擬合51-53
- 4.4 小結(jié)53-54
- 5 如何在超冷費(fèi)米氣體中觀測拓?fù)溥吘壞?/span>54-69
- 5.1 冷原子系統(tǒng)中自旋軌道耦合的實(shí)現(xiàn)54-58
- 5.2 拓?fù)溥吘壞?/span>58-60
- 5.3 利用超精細(xì)態(tài)隧穿實(shí)現(xiàn)拓?fù)溥吘壞?/span>60-68
- 5.3.1 基于~6Li原子氣體超精細(xì)態(tài)的實(shí)驗(yàn)配置60-61
- 5.3.2 隧穿的理論模型61-64
- 5.3.3 拓?fù)溥吘壞５挠^測64-66
- 5.3.4 系統(tǒng)受熱與粒子數(shù)損耗66-68
- 5.4 小結(jié)68-69
- 6 結(jié)論與展望69-71
- 參考文獻(xiàn)71-78
- 作者簡歷及在學(xué)研究成果78-80
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集80
【共引文獻(xiàn)】
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，本文編號：715566
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