原子-分子BEC統(tǒng)計(jì)特性的研究.pdf

1、本文對(duì)原子-分子BEC統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行了研究。原子數(shù)壓縮由于其在量子光學(xué)和量子信息領(lǐng)域的潛在應(yīng)用獲得了人們的廣泛關(guān)注。目前為止,在粒子束不變的條件下,人們通過間接測(cè)量相位漲落的增加而發(fā)現(xiàn)了數(shù)壓縮態(tài)。然而粒子數(shù)和相位之間存在非線性關(guān)系,所以直接測(cè)量數(shù)漲落是很必要的,而且非常有意義。在這篇文章首先我們研究了雙組分玻色-愛因斯坦凝聚中的自旋動(dòng)力學(xué)行為。通過研究在雙組份玻色-愛因斯坦凝聚下的數(shù)壓縮以及一階、二階時(shí)間關(guān)聯(lián)函數(shù),我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)壓縮與二

2、階時(shí)間關(guān)聯(lián)函數(shù)之間的解析關(guān)系式,這為我們提供了另一個(gè)方法通過時(shí)間關(guān)聯(lián)函數(shù)去探測(cè)數(shù)壓縮系數(shù)。此外在較大的約瑟夫森耦合常數(shù)和大粒子數(shù)的條件下,我們引入冷凍自旋近似(FSA),通過理論推導(dǎo)可以得到了數(shù)壓縮與時(shí)間關(guān)聯(lián)函數(shù)之間的解析關(guān)系式,這提供了一個(gè)很方便的通過原子數(shù)壓縮去測(cè)量原子干涉實(shí)驗(yàn)中的一階時(shí)間關(guān)聯(lián)函數(shù)。此外我們也研究了數(shù)壓縮,一階時(shí)間關(guān)聯(lián)函數(shù)以及二階時(shí)間關(guān)聯(lián)函數(shù)在初始態(tài)偏離自旋相干態(tài)(CSS)情況下的演化曲線。第三部分我們重點(diǎn)研究絕熱演

3、化過程中的退相干效應(yīng)。由于實(shí)驗(yàn)上我們發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)數(shù)壓縮需要很短的時(shí)間以至于小于實(shí)驗(yàn)上穩(wěn)定的玻色-愛因斯坦凝聚體的存在時(shí)間,所以我們考慮一種新的方法去獲得最大數(shù)壓縮。在約瑟夫森場(chǎng)的絕熱轉(zhuǎn)換弱中人們提出了玻色-愛因斯坦凝聚中的相對(duì)數(shù)壓縮的絕熱演化過程。我們發(fā)現(xiàn)了沿著某一固定方向的最大數(shù)壓縮可以通過選擇一個(gè)沿著自選系統(tǒng)的基態(tài)的絕熱路徑來獲得。由于在許多年前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的量子經(jīng)典轉(zhuǎn)換下,退相干效應(yīng)產(chǎn)生了重要的影響,這使得我們發(fā)現(xiàn)在超低溫下持續(xù)穩(wěn)定的原

4、子凝聚體很難去制備,為了獲得持續(xù)穩(wěn)定的凝聚體我們考慮Ω作為隨時(shí)間變化的函數(shù)。本文我們將重點(diǎn)研究原子切片上的玻色凝聚勢(shì)阱中制備最大壓縮系數(shù)。這里我們研究的壓縮是在假定趨向于分流點(diǎn)[42,61,61]的隧穿耦合常數(shù)近似作指數(shù)的衰減。我們知道指數(shù)的衰減并不一定是最佳的,然而,一些非常有意義的結(jié)果卻被我們發(fā)現(xiàn)。在絕對(duì)零度下,我們發(fā)現(xiàn)量子漲落范圍將會(huì)低于海森堡標(biāo)準(zhǔn)量子極限1/N。因此在大粒字?jǐn)?shù)的情況下,量子漲落將會(huì)變得很小,故可用經(jīng)典場(chǎng)來近似描述

5、。然而對(duì)于較長(zhǎng)的時(shí)間,由于經(jīng)典的動(dòng)力學(xué)過程的不穩(wěn)定性,初始的很小的量子漲落將會(huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而迅速的變大。實(shí)際上,如果經(jīng)典的動(dòng)力學(xué)過程是不穩(wěn)定的,量子漲落將會(huì)隨粒子N的對(duì)數(shù)而增加,這對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間系統(tǒng)的性質(zhì)產(chǎn)生重要的影響。因此,單粒子的相干性將會(huì)依賴于經(jīng)典動(dòng)力學(xué)過程的穩(wěn)定性,因?yàn)閱瘟Ｗ酉喔尚詫?huì)由于相互的糾纏而發(fā)生衰減。考慮到大粒字?jǐn)?shù)的條件下,系統(tǒng)早期的態(tài)可被看成由于耦合形成的量子關(guān)聯(lián)而引發(fā)的單粒子的退相干態(tài)。故碰撞退相將會(huì)起到重要的作用。在