本文關鍵詞：超冷原子氣體中若干量子現(xiàn)象的研究

  更多相關文章： 冷原子 磁性 BKT相變 Feshbach共振 拓撲

【摘要】：本文中我們對超冷原子氣體中的若干理論問題進行了研究。這些問題涉及超冷原子費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,以及冷原子費米氣體的拓撲效應。 首先,我們提出通過引入雙勢阱的構建來在實驗上觀測費米氣體巡游鐵磁相變的實驗方案。與通常的單勢阱相比,這一方案通過雙勢阱中兩組分費米子分別占據形成磁疇來觀測鐵磁性相變,這樣形成的磁疇結構更加穩(wěn)定,同時實驗上也更加容易觀測。我們的計算結果顯示這一相變點與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)轉化為一個阻挫的XY模型,利用蒙特卡羅方法計算了不同磁場下系統(tǒng)的BKT相變溫度。我們的結果顯示了臨界溫度與磁場較為復雜的關系。 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算了這一系統(tǒng)射頻譜定量的特征。我們的計算結果很好地解釋了賓夕法尼亞州立大學O'Hara小組的實驗。 最后,我們基于拉曼誘導的自旋軌道耦合費米氣體設計了一套實驗用以在其中觀測拓撲邊緣模。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能級來進行實驗。我們的計算顯示這一提議很好地解決了當前在拉曼耦合費米氣體中由于過度受熱而無法觀測到拓撲信號的問題。
【關鍵詞】：冷原子 磁性 BKT相變 Feshbach共振 拓撲
【學位授予單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：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理及Stoner模型14-16
• 2.3 基于雙勢阱構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)18-21
• 2.3.3 非對稱情況(不同勢阱深度或粒子數)21-23
• 2.4 小結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 計算結果與討論32-35
• 3.4 小結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 窄共振實驗模型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 計算結果及與實驗的擬合51-53
• 4.4 小結53-54
• 5 如何在超冷費米氣體中觀測拓撲邊緣模54-69
• 5.1 冷原子系統(tǒng)中自旋軌道耦合的實現(xiàn)54-58
• 5.2 拓撲邊緣模58-60
• 5.3 利用超精細態(tài)隧穿實現(xiàn)拓撲邊緣模60-68
• 5.3.1 基于~6Li原子氣體超精細態(tài)的實驗配置60-61
• 5.3.2 隧穿的理論模型61-64
• 5.3.3 拓撲邊緣模的觀測64-66
• 5.3.4 系統(tǒng)受熱與粒子數損耗66-68
• 5.4 小結68-69
• 6 結論與展望69-71
• 參考文獻71-78
• 作者簡歷及在學研究成果78-80
• 學位論文數據集80

【共引文獻】

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本文編號：715566