散射長度對費(fèi)米超流氣體隧穿動力學(xué)特性的影響.pdf

1、實(shí)現(xiàn)氣態(tài)堿金屬原子的玻色一愛因斯坦凝聚激發(fā)了人們對超冷原子的研究熱情。近年來,超冷費(fèi)米氣體性質(zhì)的研究引起人們極大的關(guān)注和興趣。眾所周知,物質(zhì)世界中的粒子可分為玻色子和費(fèi)米子兩種基本類型,玻色子的自旋為h整數(shù)倍,而費(fèi)米子的自旋為h半整數(shù)倍,但是費(fèi)米子配對從而具有玻色子的性質(zhì)。同時處于不同態(tài)的費(fèi)米子之問有s波的碰撞,還可以借助Feshbach共振技術(shù)改變不同態(tài)原子之問的相互作用。
　　本文首先對原子玻色一愛因斯坦凝聚的研究背景一一費(fèi)米

2、凝聚作了簡單介紹。描述了磁場eshbach共振實(shí)驗(yàn)技術(shù)并介紹了隧穿理論,提出勢阱是研究量子隧穿問題的重要模型。第二章對超冷費(fèi)米氣體的研究進(jìn)展進(jìn)行了介紹,基于平均場近似理論,通過兩模近似,推導(dǎo)出了費(fèi)米超流氣體在BEC區(qū)域所滿足的動力學(xué)方程。并對此方程作正則變換,得到了費(fèi)米超流氣體的哈密頓量。運(yùn)用4—5階龍格庫塔法對動力學(xué)方程進(jìn)行了數(shù)值求解。在雙勢阱中通過調(diào)節(jié)散射長度研究超流費(fèi)米氣體。超流費(fèi)米氣體的散射長度在實(shí)驗(yàn)上可以通過外磁場來調(diào)節(jié),使得

3、它的變化范圍是由負(fù)無窮變到正無窮,而兩勢阱之問的能級差可以通過Feshbach共振技術(shù)來調(diào)節(jié)。雙勢阱通過在磁阱中心藍(lán)失諧光束的疊加產(chǎn)生。在本文中r代表兩阱問能級差。周期調(diào)制過程中的能量損耗可以通過兩激光束的強(qiáng)度來調(diào)節(jié)補(bǔ)償。由此能夠獲得兩阱問的隧穿幾率。我們發(fā)現(xiàn)散射長度asc和能級差r能夠顯著的影響兩阱之問的量子隧穿現(xiàn)象。在某些區(qū)域,可以獲得兩阱問完全的量子隧穿;而在一些區(qū)域,這種量子隧穿就完全被淹沒了。
　　第三章分析了費(fèi)米一費(fèi)米

4、散射長度在幺正極限區(qū)域內(nèi)的隧穿動力學(xué)特性。通過調(diào)節(jié)費(fèi)米一費(fèi)米散射長度研究了雙勢阱中超流費(fèi)米氣體在幺正極限區(qū)域的隧穿現(xiàn)象。結(jié)合費(fèi)米超流氣體的性質(zhì),研究發(fā)現(xiàn)散射長度asc能夠顯著的影響量子隧穿。Feshbach共振技術(shù)可以調(diào)節(jié)費(fèi)米超流氣體的散射長度。最初,我們使得費(fèi)米超流對在一個阱中,通過調(diào)節(jié)散射長度asc(y)得到粒子在兩阱中的完全隧穿現(xiàn)象或者完全沒有隧穿現(xiàn)象。最后對解析結(jié)果與數(shù)值結(jié)果做了比較,發(fā)現(xiàn)結(jié)果符合的很好。上述提到的波函數(shù)可以用兩

5、個位于單個阱中態(tài)的波函數(shù)的疊加來描述?？梢酝ㄟ^在磁場中心添加一束藍(lán)失諧的激光束來實(shí)現(xiàn)雙勢阱。y代表兩阱之問的零點(diǎn)能之差。Feshbach共振技術(shù)可以調(diào)節(jié)Fermi超流氣體的散射長度,壘寬(k)可以通過調(diào)節(jié)藍(lán)失諧激光束的強(qiáng)度來有效的控制。綜上所述,相互作用參數(shù)y中的散射長度asc在量子隧穿起重要作用,也說明費(fèi)米超流氣體在雙勢阱中的量子隧穿可以用Feshbach共振來實(shí)現(xiàn)。
　　第四章對全文進(jìn)行了簡要的總結(jié),并對該領(lǐng)域的前景進(jìn)行了展望