光場中超冷原子氣體的局域化特性研究.pdf

1、超冷原子氣體及其玻色-愛因斯坦凝聚(BEC)是當前物理學領域熱點問題之一,尤其是利用光場驅動的Feshbach共振技術對凝聚體進行操控,為研究非線性系統(tǒng)的局域化特性提供了一個理想的媒質。超冷原子氣體的局域態(tài)包括物質波孤子、安德森定域化等。本論文從描述孤子動力學特征的非線性薛定諤方程(NLSE)出發(fā),運用拉格朗日變分法和數(shù)值方法對光場中超冷原子氣體的物質波孤子、安德森定域化等局域態(tài)及凝聚體系統(tǒng)的耦合特性、相互作用和操縱控制等方面進行了研究

2、。主要研究內容和取得的成果如下:
　　1、研究了雙勢阱中耦合BEC物質波亮孤子的演化規(guī)律和特性。研究結果表明,系統(tǒng)參數(shù)對囚禁在雙勢阱中的物質波孤子的演化、交換特性和自陷行為產生重要影響。原子之間的相互作用在物質波孤子的演化過程中扮演了非常重要的作用,線性耦合度的增加導致孤子的形狀發(fā)生變化。隨著耦合程度的變化,孤子之間的相互作隨之改變,物質波孤子先后呈現(xiàn)出自陷、約瑟夫森振蕩現(xiàn)象。
　　2、研究了在非線性空間調制下呈線性耦合的兩

3、組分BEC物質波亮孤子演化特性和相互作用。結果表明,s-波散射長度的空間變化改變了孤子的密度包絡;在合適的初始條件下,可以存在穩(wěn)定的孤子;孤子的演化規(guī)律取決于非線性空間調制系數(shù)的符號和數(shù)值大小,可以對凝聚體實現(xiàn)非線性空間管理。
　　3、研究了諧振勢阱中同時呈線性和非線性耦合的BEC物質波亮孤子的演化特性和動力學行為。變分和數(shù)值結果一致表明,在一定條件下,耦合凝聚體存在穩(wěn)定的孤子和自發(fā)振蕩行為,并與外加囚禁勢、非線性空間調制系數(shù)、原

4、子的數(shù)目以及藕合系數(shù)相關。非線性空間調制對耦合凝聚體孤子和自發(fā)振蕩產生重要影響,耦合物質波亮孤子的演化規(guī)律依賴于非線性空間調制系數(shù)的符號和大小。
　　4、在準一維設置和弱無序的情況下,從NLSE出發(fā),研究了囚禁在隨機光斑電勢中的BEC的安德森定域化及其膨脹特性和穩(wěn)定性,并結合無序光場來研究物質波的非線性空間調制對安德森定域化的能量、形狀和局域化長度的影響。結果發(fā)現(xiàn),在無序存在和絕熱條件下,BEC呈現(xiàn)出安德森定域化現(xiàn)象;局域態(tài)的中間