雙勢阱中超冷極性原子氣體的動力學研究.pdf

1、玻色愛因斯坦凝聚(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現(xiàn)以來,就一直成為冷原子物理和量子光學領(lǐng)域的研究重點,并在精密測量和量子信息領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值。近年來隨著實驗上冷卻和囚禁具有較大磁偶極距的超冷原子氣體的實現(xiàn),磁偶極偶極相互作用對超冷原子氣體動力學性質(zhì)的影響正逐漸成為理論和實驗上的一個熱點研究課題。
　　本論文研究了磁偶極偶極相互作用對雙勢阱中超冷原子氣體動力學的影響。對于準一維偶極氣體,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阱軸向方向的一個坐標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阱中的動力學行為。通過數(shù)值求解Gross-Pitaeskii方程我們發(fā)現(xiàn),當原子偶極化角小于臨界極化角時,基態(tài)波函數(shù)是對稱的雙峰分布;當原子偶極化角大于臨界極化

3、角時,基態(tài)波函數(shù)主要分布在雙勢阱中的一個勢阱中,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)對稱破缺現(xiàn)象。在單勢阱中通過提升勢壘把玻色愛因斯坦凝聚分裂成兩個物質(zhì)波是近年來實現(xiàn)原子物質(zhì)波干涉儀的一個重要途徑。
　　為此我們研究了磁偶極偶極相互作用對該分裂過程的影響,發(fā)現(xiàn)當極化角大于臨界角時,若勢壘的升高不是一個絕熱過程,將得到兩個對稱的物質(zhì)波包;當勢壘提升過程是絕熱的,所得到的物質(zhì)波是非對稱的。在本論文中發(fā)