雙勢(shì)阱中超冷極性原子氣體的動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、玻色愛(ài)因斯坦凝聚(BEC)作為一種新的物質(zhì)形態(tài),自1995年在堿金屬稀薄氣體中實(shí)現(xiàn)以來(lái),就一直成為冷原子物理和量子光學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn),并在精密測(cè)量和量子信息領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。近年來(lái)隨著實(shí)驗(yàn)上冷卻和囚禁具有較大磁偶極距的超冷原子氣體的實(shí)現(xiàn),磁偶極偶極相互作用對(duì)超冷原子氣體動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的影響正逐漸成為理論和實(shí)驗(yàn)上的一個(gè)熱點(diǎn)研究課題。
　　本論文研究了磁偶極偶極相互作用對(duì)雙勢(shì)阱中超冷原子氣體動(dòng)力學(xué)的影響。對(duì)于準(zhǔn)一維偶極氣體,推出了包

2、含磁偶極偶極相互作用的Gross-Pitaeskii方程,并且發(fā)現(xiàn)了臨界極化方向(我們定義原子磁偶極偶極的極化方向和雙勢(shì)阱軸向方向的一個(gè)坐標(biāo)軸的夾角為磁偶極距的極化方向)。在此方向,排斥的偶極偶極相互作用和吸引的偶極偶極相互作用相互抵消。臨界極化方向可以用于控制超冷原子氣體在雙勢(shì)阱中的動(dòng)力學(xué)行為。通過(guò)數(shù)值求解Gross-Pitaeskii方程我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)原子偶極化角小于臨界極化角時(shí),基態(tài)波函數(shù)是對(duì)稱的雙峰分布;當(dāng)原子偶極化角大于臨界極化

3、角時(shí),基態(tài)波函數(shù)主要分布在雙勢(shì)阱中的一個(gè)勢(shì)阱中,這是由于原子氣體中偶極偶極相互作用主要表現(xiàn)為吸引相互作用從而引起的自發(fā)對(duì)稱破缺現(xiàn)象。在單勢(shì)阱中通過(guò)提升勢(shì)壘把玻色愛(ài)因斯坦凝聚分裂成兩個(gè)物質(zhì)波是近年來(lái)實(shí)現(xiàn)原子物質(zhì)波干涉儀的一個(gè)重要途徑。
　　為此我們研究了磁偶極偶極相互作用對(duì)該分裂過(guò)程的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)極化角大于臨界角時(shí),若勢(shì)壘的升高不是一個(gè)絕熱過(guò)程,將得到兩個(gè)對(duì)稱的物質(zhì)波包;當(dāng)勢(shì)壘提升過(guò)程是絕熱的,所得到的物質(zhì)波是非對(duì)稱的。在本論文中發(fā)