一、玻色—爱因斯坦凝聚实验中的蒸发冷却过程研究（论文文献综述）
周方[1]（2021）在《87Rb BEC双拉曼相对相位对相干跃迁操控的实验研究》文中认为本文主要阐述了两方面的工作。一、利用暗磁光阱技术避免光助碰撞效应,减少原子损失,优化原子密度,最终实现玻色-爱因斯坦凝聚态;二、在BEC的基础上,实验研究了双拉曼相对相位操控相干跃迁的原理。文中使用两对远失谐拉曼光作用87Rb原子两个基态超精细能级|1,1?和|1,0?,精细调控两对拉曼光的相对相位,观测两个量子态的布局数随两对拉曼光相对相位的变化关系,通过控制两对拉曼光的相对相位差实现对拉曼耦合强度的调控。在设计与搭建暗磁光阱方面,文中创新性的使用组合锥透镜产生空心光束,实验方面利用该设计方案获得空心的再泵浦光与退泵浦光结合构成暗磁光阱。该设计方案利用锥透镜的优点,减少再泵浦光的功率损耗,提高再泵浦光的利用率,进一步俘获足够数量的原子。在退泵浦光的作用下,将原子尽可能制备到暗态,避免光助碰撞效应导致原子损失,进一步提高原子装载密度。与常规磁光阱相比,最终在实验上观测到玻色-爱因斯坦凝聚体的87Rb超冷原子数量从1.8×106个提高到4.1×106个。实验进一步发展了空心光束的技术方案,提高了超冷原子的数量,对传统暗磁光阱进行技术更新,并拓展了空心光束在超冷原子方面的应用前景。在双拉曼相对相位操控相干跃迁的实验研究方面,文中利用钛宝石激光器输出远失谐脉冲拉曼光作用基态超精细能级|1,1?和|1,0?。首先将一对远失谐拉曼光作用87Rb原子,改变一对拉曼光的相位差观察量子态|1,0?的原子布局数变化,发现原子处于量子态|1,0?的布局数基本不变,理论分析发现一对拉曼光作用原子的相位差被规范掉不影响拉曼耦合强度;再利用两对远失谐拉曼光作用三能级原子系统,实验观测了两对拉曼光的相对相位与量子态的原子布局数变化关系,发展了利用两对拉曼光的相对相位差可精确控制拉曼耦合强度的新方法,提供了光操控原子的有效方案。
严祥传[2]（2021）在《超冷简并费米气体的制备及其性质的研究》文中指出超冷原子气体具有体系纯净、相互作用可控、自由度丰富等特点,是研究物质量子特性的理想体系。在超冷原子物理领域中,对超冷费米气体的研究也随着实验技术的不断进步而得到蓬勃发展。特别是近几年里相继有一系列新奇宏观量子现象在实验中得到观测并被研究,其中包括BEC-BCS间的渡越、具有标度不变性的膨胀行为、物质波孤子的形成等等。在不同的体系中这些现象都有所存在,有一部分还探究到了凝聚态物理、粒子物理和原子分子物理交叉领域中的一些基本物理问题。实验中,采用Feshbach共振技术,人们可以任意地对超冷费米气体中原子间的相互作用大小进行调节,这为研究具有强相互作用的费米气体特别是其处于BEC-BCS渡越区间的性质提供了技术支持。6Li超冷原子气体还是研究强关联效应非常好的体系,这是因为实验中所使用的6Li原子的Feshbach共振宽度有300 Gauss,易于调节。另外6Li原子是费米原子,三体损失小,体系寿命长,在强相互作用区间体系稳定,这为在实验上研究强相互作用体系提供了有力的条件。本论文主要介绍了 6Li原子超冷简并费米气体实验平台的搭建工作,并在此基础上研究了强相互作用费米气体的各向异性膨胀、三体复合损失、超冷分子BEC的形成以及原子在BEC-BCS渡越区间的物理性质。论文的主要成果概括如下:第一,设计并搭建了一套用于研究6Li超冷简并费米气体的实验系统,包括真空系统、激光系统、磁场系统、成像系统、控制系统和数据采集及处理系统。实验腔中真空度达到3× 10-9 Pa,原子在单束光偶极阱中的寿命能够达到25 s。激光系统包括波长为671 nm的共振光部分和1064 nm的偶极光部分。磁场系统包括MOT磁场、补偿磁场、塞曼减速磁场和Feshbach磁场。竖直方向成像系统是由双透镜组成的,分辨率约为8 μm。控制系统是用NI公司的Pxie6738和Pxie7858R两种板卡通过Labview软件书写程序实现的。同时,也使用了 Labview软件编写了数据处理部分,主要是把CCD获取到的图像的ACSII码转换为通用的原子团尺寸和数目等常量。第二,实现了 6Li原子的磁光阱,装载了 1× 109个原子,经过压缩磁光阱后,原子数目为5×108个,温度为500 μK。为了提高光偶极阱装载效率,进行了 6Li原子的D1线亚多普勒冷却,使原子的温度降低为57μK,原子数目为3 × 108个,相空间密度达到了 6.2× 10-5,原子在交叉光偶极阱中的装载数提高了近4倍。第三,设计了 Feshbach磁场的控制电路,利用PID电路反馈场效应管的G、S端改变Feshbach线圈中的电流,使磁场大小能够在0 Gauss到1000 Gauss内扫描。扫描过程中,在大电流源的外部控制端口加入模拟信号控制电源电压输出,让场效应管工作在额定功率以下。同时利用拍频锁相技术,制备了高场的探测光。通过塞曼能级劈裂,标定了磁场大小与PID输入端参考电压的关系（线圈中的电流与采样电阻的乘积）。光交叉偶极中装载了 1.2×106个原子,偶极光功率降低到P=5.8 mW时,两组分原子总数目为7.1×104个,温度为T/TF=0.1。第四,通过控制磁场的大小调节散射长度,研究原子在不同散射长度下的各向异性膨胀,研究了三体复合过程和原子温度以及磁场大小的关系,通过直接蒸发冷却和扫描磁场的方法观察到了分子的玻色-爱因斯坦凝聚体,并研究了 BEC-BCS渡越过程。
王伟,朱浩,王力,柏文凯,陈徐宗,刘伍明[3]（2021）在《地面与微重力环境下冷原子量子磁性的精密测量》文中进行了进一步梳理冷原子是利用激光制冷、蒸发制冷等冷却手段将原子制备到接近绝对零度的状态.作为当前量子物理的一个重要国际前沿,冷原子物理已经发展到探索、研究、测量原子内部的自旋自由度.对其内部自旋自由度的超精细结构所呈现的丰富量子磁性的精密测量,无论是对基础物理,或是新技术的运用,无疑都有着非常重要的作用.而借助于微重力环境的优势,创造新的极端条件,冷原子实验系统可获得地面无法达到的pK量级的超低温以及长时间的精密测量,量子磁性的操控与精密测量可以突破地面重力的限制而达到新的参数区域.本文综述了地面与微重力环境下冷原子实验原理、装置、方案,不同磁量子数塞曼态间转移、磁性相变,以及飞行时间成像与相衬成像.就其精密测量,着重阐述了在微重力下使冷原子继续深度冷却,和使用非破坏相衬成像测量手段这两方面.
孙辉[4]（2021）在《光晶格中的多体自旋系统实验研究》文中研究表明随着量子调控技术的提升,超冷原子在在原子分子物理、凝聚态物理、量子信息科学等多个方向有了广泛的应用,成为量子模拟和量子计算的重要实验体系。它系统纯净、理论清晰,兼具高操纵性和高可观测性等优势。而光晶格技术能够为超冷原子提供完美的周期外势,并大大增强了相互作用,使超冷原子的研究得以进入强关联区域。它是实现超冷原子对固态晶格模型的量子模拟和大规模量子信息处理的重要技术之一。本论文主要聚焦于光晶格系统中超冷原子构成的多体自旋物理系统的实现和研究。首先,本论文讨论了光晶格中强关联超冷原子系统的制冷问题,实验实现了低熵的单占据二维莫特绝缘态,为多体自旋系统的研究搭建了良好的实验平台。在此基础上,本文开展了光晶格中多体自旋系统的相关实验研究,在量子计算和量子模拟方向都卓有进展。其一,在光晶格中实现了并行的高保真度两体纠缠门。其二,在光晶格中研究了晶格磁性模型,制备了玻色子海森堡反铁磁态。首先,本论文提出了光晶格中强关联玻色子的降温方案,实现了对二维玻色子莫特绝缘态的深度冷却,为多体自旋系统研究奠定了基础。基于对超晶格的精密调控,本文利用了超流相对莫特绝缘相的冷却,最终实现了一维双占据无缺陷的莫特绝缘态。同时,本文实现了间错一维双占据莫特绝缘相到二维单占据莫特绝缘相的高精度态编辑过程。通过上述方法,我们获得了在104个格点区域内的平均填充率为0.992（1）的单填充光晶格系统,为此后的多体自旋系统的研究构建了极具优势的平台。其次,本文提出并实现了基于二维超冷原子莫特绝缘态的快速纠缠门方案,制备了 1250对高保真度的纠缠原子对。高精度两体纠缠门是在光晶格中进行可扩展量子计算的首要步骤。因此,本文提出了超晶格系统中四态干涉（?）纠缠门方案,大幅度缩短了纠缠门操作时间,从而极大地提高了两体门的保真度。实验上,通过精确控制超晶格相位和晶格深度,两体纠缠门的操作时间被缩短至0.8 ms,因而实现了平均纠缠保真度测为0.993（1）的两体纠缠门。该两体纠缠门的保真度超过了拓扑纠错量子计算方案的阈值,为光晶格中使用超冷中性原子实现可扩展的量子计算奠定了基础。第三,本文讨论了光晶格中海森堡反铁磁模型的设计和实现,并绝热制备了一维玻色子海森堡反铁磁体,通过研究尼尔态的弛豫行为,本文首先验证了晶格海森堡磁性模型的有效性。在此基础上,本文提出了态绝热演化的方法,实现了由尼尔态到海森堡反铁磁态的变换。本文开发了多种测量技术,测量了系统反铁磁关联、涨落、自旋旋转不变性和退相干机制,验证了玻色子海森堡反铁磁态的成功制备。一维玻色子海森堡反铁磁态的实现是玻色子磁性量子模拟的重要一步,同时绝热态演化的方法也为制备多体态提供了新的路径。综上所述,本文研究了高填充率光晶格平台的实现,并在多体自旋系统中做出了探究性的研究工作。
马吉利[5]（2021）在《参数调制下一维晶格中玻色—爱因斯坦凝聚的稳定性》文中提出近年来,周期性调制的玻色-爱因斯坦凝聚受到了广泛的关注,尤其是光晶格中周期性调制玻色-爱因斯坦凝聚的动力学及其稳定性已经成为冷原子物理的热门研究课题。光晶格中周期性调制的玻色-爱因斯坦凝聚系统存在许多有趣的物理现象,比如动力学局域化、玻色子的超流态-绝缘态相变以及拓扑能带结构、人工磁场、人工自旋轨道耦合和人工维度等的实现。通过研究有外加周期调制谐振势的光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚动力学稳定性,发现原子间相互作用和周期性调制可以显着地改变玻色-爱因斯坦凝聚的稳定性条件。实际上,玻色-爱因斯坦凝聚中原子间还存在长程的偶极相互作用,但是对同时存在接触相互作用和偶极相互作用的光晶格系统中周期性调制特性的研究目前仍然比较少。因此,本文第一个工作重点讨论偶极相互作用对具有周期性调制谐振势的光晶格中偶极玻色-爱因斯坦凝聚动力学稳定性的影响。另一方面,人工磁场下玻色磁梯系统的相变和动力学研究也受到了广泛关注。发现玻色磁梯系统存在丰富的相变和动力学特性,比如手征流和迈斯纳相等,这对凝聚态物理中超导现象的深入理解具有重要的意义。但是,目前人们主要考虑了自由空间情况,对有外加谐振势的玻色磁梯系统的研究仍然比较少,尤其对有周期性调制谐振势的玻色磁梯系统的研究很欠缺。所以,本文第二个工作研究了外加周期调制谐振势对玻色磁梯系统定态及稳定性的影响。本文的结构安排如下:第一章简单介绍了与本文研究密切相关的背景知识,包括光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚的理论基础,偶极玻色-爱因斯坦凝聚,周期性调制对凝聚体动力学及稳定性的影响,以及玻色磁体系统中相变及动力学研究现状和存在的问题。第二章从理论上研究了有外加参数调制谐振势的一维深晶格中偶极凝聚体的稳定性。通过变分分析和数值模拟两种方法,求解了一个具有短程接触作用和长程偶极-偶极相互作用的无量纲离散Gross-Pitaevskii（GP）方程。解析地得到了凝聚体宽度随系统参数变化的微分方程,由此得到了一个控制凝聚体稳定性的临界条件。研究发现系统的稳定性可以通过接触相互作用、偶极相互作用以及对谐振势周期性驱动强度的耦合作用来调控。此外,还观察到了呼吸态、扩散态以及吸引相互作用引起的囚禁态。通过对离散GP方程做直接数值模拟,解析结果得到了验证。第三章将外加参数调制谐振势下的一维光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚的稳定性研究推广到了人工磁场下的玻色磁梯系统中,研究了具有周期性调制谐振势的玻色磁梯系统的稳定性。解析地得到了玻色磁梯两腿之间无或有粒子数差时的定态方程,讨论了相互作用、谐振势平均强度以及周期驱动强度对凝聚体的波包宽度的影响,分析了凝聚体的波包宽度对两腿间的跃迁振幅和粒子数差的依赖关系。我们发现,当两腿间没有粒子数差时,在弱相互作用下外部谐振势对玻色磁梯中凝聚体的波包宽度有很大影响,随着相互作用的增强,外部周期谐振势对凝聚体波包宽度的影响越来越小。当玻色磁梯两腿间粒子数差较大时,凝聚体波包宽度对两腿间跃迁振幅的依赖性更加明显。进一步解析地得到了有外加周期调制谐振势的玻色磁梯系统的稳定性临界条件,当原子间相互作用、谐振势的平均强度、玻色磁梯两腿间粒子数差以及周期驱动强度满足临界条件时,系统才能达到稳定状态。最后,简要地总结了这两项工作并对这个领域的研究前景进行展望。
苟维[6]（2021）在《超冷原子动量晶格中的量子传输》文中研究指明由于体系纯净,观测方便,调控手段多样等原因,超冷原子体系是理想的量子模拟平台。量子传输是量子体系中重要的研究课题,在很多重要的物理现象（例如超导以及拓扑材料）中扮演着重要角色。研究量子传输现象对于研究量子多体动力学以及设计量子器件等都具有重要意义。本论文中,我们首先简单介绍了超冷原子基本理论和相关技术。首先要制备超冷原子气体,我们在真空中用磁光阱实现了 87Rb原子的收集和预冷,随之使用偏振梯度冷却进一步将原子冷却到约10μK左右,然后将原子载入三束1064 nm激光构成的光偶极阱中,进行17 s的蒸发冷却,最终得到约105个原子的玻色-爱因斯坦凝聚体。在此基础上利用两束对射远失谐的1064 nm激光,其中一束通过声光调制器（AOM）加载了多个频率成分,用来实现一维动量晶格。在动量晶格的基础上我们进行了一系列研究,首先是非互易量子传输的实现,我们通过一个四光子过程将动量晶格中心次近邻的两个格点耦合起来,这样一维动量中心形成了三角Aharonov-Bohm环,我们通过调节环上的相位以及单个格点耗散来实现了可控非互易量子传输,通过实现耗散打破了时空反演对称性、还观测到了量子芝诺效应,提出了基于此实现非厄米SSH模型实现方案。另外还研究了动量晶格中的量子芝诺动力学和子空间,不同于通常的量子芝诺效应实现方案需要辅助系统来测量,我们在动量晶格里通过强耦合来将动量晶格分为两个部分来实现量子芝诺子空间,观测到了量子芝诺-反芝诺相变。而且子空间的大小可以通过条件强耦合的位置来进行定制,还将其投影到了自旋空间进行了 Q函数量子态层析。
易常瑞[7]（2020）在《自旋轨道耦合量子气体中的非平衡态动力学的实验研究》文中研究表明自从20世纪80年代人们发现了一种新奇的基本物质相-拓扑相以来,拓扑量子物质就以其奇特的物理性质和广泛的应用前景极大地吸引了人们的研究兴趣。虽然在超冷原子领域已经构建了一些拓扑系统,但测量系统的拓扑性质总是存在各种困难。本博士论文主要探讨利用非平衡态动力学方法在超冷原子平台上研究自旋轨道耦合人工规范场的拓扑性质和构建新型的拓扑结构。本文首先在前三章介绍在超冷原子平台上研究非平衡态动力学和自旋轨道耦合规范场的一些背景知识。在绪论部分,简述非平衡态动力学的研究现状和自旋轨道耦合效应,第二章介绍在超冷原子气体中合成一维和二维自旋轨道耦合规范场的理论方案及其相关性质,第三章介绍实现玻色-爱因斯坦凝聚体、实验合成自旋轨道耦合规范场和参数标定等相关技术。这些技术为我们进一步实验研究自旋轨道耦合规范场的相关性质提供了保证。然后,从第四章到第六章详细介绍本人在博士期间的主要研究成果。第四章,介绍利用淬火动力学方法获得平衡态系统的全部拓扑信息。在这里,我们发展了一套“等价”测量所有布洛赫矢量的技术:（1）对二维自旋轨道耦合的所有量子轴淬火,且只测量一个布洛赫矢量随时间的演化:（2）对每次淬火后的布洛赫矢量做时间平均。从时间平均的布洛赫矢量可以得到系统所有的拓扑荷和能带反转面,根据被能带反转面包围的拓扑荷总数得到淬火后哈密顿量的陈数。而且,我们利用能带反转面上的动力学场也获得了淬火后哈密顿量的陈数,并验证了动力学的“体-面”对应。第五章,介绍利用淬火动力学方法构建新型的拓扑结构,并提出测量所有布洛赫矢量的理论方案。通过对二维自旋轨道耦合的一个量子轴淬火,根据霍普映射,可以合成二维动量加一维时间[（2+1）维]的霍普绝缘体。霍普绝缘体的合成可以通过观测霍普连接和霍普纤维丛证明。布洛赫球上的南极和北极点在（2+1）维的空间中会形成两根霍普纤维,即霍普连接。布洛赫球上其他纬度圈上的所有点在三维空间会形成互相嵌套的霍普轮胎面,它是由很多霍普纤维组成的,因此也叫霍普纤维丛。然而我们只能测量一个布洛赫矢量,因此无法观测所有的霍普纤维,为此,我们进一步在理论上提出对所有布洛赫矢量进行成像的方法-拉曼脉冲法,此方法可以获得系统完全的拓扑信息。第六章,介绍在一维自旋轨道耦合中探索Kibble-Zurek机制。我们以有限的速率线性降低拉曼耦合强度,让系统从非磁相到磁相,通过自旋分辨的飞行时间测量法,可以观测到原子云的动量分布呈现出延迟的分叉结构和动量空间中的碎片结构。通过计算原子云动量分布的涨落和碎片数目可以获得时空动力学的普遍幂律指数,这些指数与均匀和非均匀Kibble-Zurek机制预测的指数一致。总的来说,我们的研究在利用非平衡动力学进行拓扑分类,合成新的拓扑相和研究动态量子相变领域将会有潜在的应用价值。特别是动力学拓扑分类方法,有望在未来成为一项研究冷原子系统拓扑性质的通用技术。
张瑞芳[8]（2020）在《类谐振子势和环形势中两分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态特性研究》文中提出囚禁势在玻色-爱因斯坦体的研究中扮演着重要角色,在谐振子势的中心照射一束高斯激光,通过调节高斯激光强度和宽度,可以获得两种不同几何形状的囚禁势,即盘状的类谐振子势和环形势。在不同外势中,两分量玻色-爱因斯坦凝聚体表现出不同的基态相。而偶极-偶极相互作用和自旋轨道耦合在玻色-爱因斯坦凝聚体系统中扮演着重要角色,本文研究了在类谐振子和环形势中,偶极旋转两分量玻色爱因斯坦凝聚体和多极子磁场作用下自旋轨道耦合凝聚体的基态特性,主要包括以下三方面的内容:首先,在类谐振子和环形势中对旋转偶极两分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态涡旋结构进行讨论。在类谐振子势中,偶极-偶极相互作用可以诱导非旋凝聚体的两分量发生由方位分离到径向分离,再到混合的相变;在旋转情况下,改变偶极-偶极相互作用的强度和偶极子的极化方向,可使不同旋转速度的凝聚体呈现涡旋对、涡旋晶格、双量子涡旋以及类三明治结构,排斥的偶极-偶极相互作用还会诱导凝聚体中的双量子涡旋变成两个单量子涡旋。在环形势中,单量子涡旋沿着圆环排列,形成项链状的涡旋结构,同时多量子涡旋位于囚禁势的中心,随着偶极-偶极相互作用的增强,项链状结构中的单量子涡旋数增加,多量子涡旋逐渐变成双量子涡旋,与此同时,处于相分离态的两分量将逐渐变得混合。值得注意的是,进一步增加偶极-偶极相互作用强度,由于环形势的束缚,双量子涡旋保持不变,不会变成两个单量子涡旋。其次,研究环形势和四极子磁场共同作用下Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合凝聚体的基态特性。在无磁场时,Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合凝聚体表现出相同的基态密度分布,如在弱相互作用下Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合凝聚体都处于方位调制的花瓣结构态。当四极子磁场出现后,四极子磁场破坏了Rashba自旋轨道耦合原有的对称性,并建立了?的离散对称性,而Dresselhaus自旋轨道耦合凝聚体的旋转对称性保持不变,这使得二者表现出不同的基态。Rashba自旋轨道耦合凝聚体在弱相互作用下呈现类矩形的基态结构,在强相互作用下出现的半量子涡旋被四极子磁场钉扎在坐标轴上;而Dresselhaus自旋轨道耦合凝聚体在弱相互作用下呈环形结构,在强相互作用下出现的半量子涡旋也沿着几个同心的圆环排列。于是,我们提出用四极子磁场来区分这两种不同的自旋轨道耦合。最后,以六极子磁场为例,分析并讨论2n（n为正整数）极子磁场对Rashba自旋轨道耦合凝聚体基态结构的影响。结果表明:六极子磁场作用下的Rashba自旋轨道耦合凝聚体具有2?/3的离散对称性,六极子磁场会使弱相互作用的Rashba自旋轨道耦合凝聚体的基态密度分布呈类六边形结构,同时会使方位分离的凝聚体变得径向分离;而在强相互作用下,系统中的半量子涡旋沿着径向磁场排列,涡旋的旋转方向跟径向磁场方向密切相关。此外,当六极子磁场形成的有效势与环形势中的谐振子项抵消后,凝聚体将崩塌。于是,我们分析并讨论了更多极子的情况,2n极子磁场会使Rashba自旋轨道耦合凝聚体具有2?/n的离散对称性,n越大,磁场形成的有效势削弱环形势中谐振子项的能力越强,使得磁场和环形势形成的有效势变成势垒结构,此时凝聚体会崩塌。因此,研究更多极子（如八极子、十极子等）磁场的BEC系统,需选择合适的囚禁势。
杨洋[9]（2020）在《高阶非线性作用下超冷原子气体声学黑洞形成问题研究》文中认为物理学中有很多不可思议的物理现象,而玻色爱因斯坦凝聚现象是其中最令人着迷的现象之一。本文主要从理论方面着手研究玻色爱因斯坦凝聚现象中出现的典型的非线性现象涡旋孤子的动力学演化以及超冷费米气体中声学黑洞的形成动力学,本文首先利用二维耦合Gross-Pitaevskii方程模型和变分法推导出稀薄组分涡旋孤子的解析解,求出在一定的参数设置下系统的分布宽度,发现它是一个含时的参数函数,随着时间周期性振荡,使系统中出现的涡流环交替性的膨胀和收缩,并保持在亚稳态的动力学状态,这一理论研究成果将对实验中观察耦合超冷原子系统中出现的涡旋孤子现象起到关键性的指导作用。随着Feshbach共振技术在实验上的成功应用,凝聚体系统中的粒子间相互作用强度可以从负无穷到正无穷被连续地进行调制,即便在采用平均场近似的情况下,GPE模型也需要进行高阶修正,因此本文使用结合了高阶非线性相互作用的二维GP方程以及变分法得出了二维BEC孤子涡旋的解析解,并分析了高阶非线性修正对涡旋动力学行为的影响,发现如果非线性相互作用强度不高,则对圆对称涡旋的演化不会有定性的改变,而对于非对称涡旋演化,利用高阶非线性修正得到的演化模式和纯数值模拟生成的演化模式更加吻合,证明了引入高阶非线性项的必要性。前面已经在具于高阶非线性相互作用的冷原子体系中做了大量的解析推导和数值模拟,终于在量子化超流体中发现了事件视界的声学类似物,这一理论发现为研究天体物理中的霍金辐射、事件视界等现象打开了新的视角。本文基于包含高阶非线性项的Gross-Pitaevskii方程研究玻色爱因斯坦凝聚体中声学视界的形成,通过变分法推导出了BEC质量分布参数的演化方程,并利用系统流速和声速的差值公式推导出了判断声学视界出现的判定公式,给出了表示声学视界产生的典型的动态势能曲线,并将其与不考虑高阶非线性相互作用的情况进行了比较,得出非线性相互作用对三阶和五阶非线性系统振荡模式起主要的稳定作用,这对于声学视界的出现至关重要。此外,排斥的高阶非线性相互作用倾向于稳定系统的振荡模式,而吸引的高阶非线性相互作用倾向于使声学黑洞的演化模式处于亚稳态。
张军[10]（2020）在《旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中的相干性增强》文中进行了进一步梳理量子精密测量致力于利用量子系统,量子特性以及量子调控手段实现对物理量高精度的测量,在基础科学和工程技术中都起着至关重要的作用。旋量玻色-爱因斯坦凝聚体具有相干时间长,可调控性高等优点,在应用于磁场的高精密测量方面具有很大潜力。在旋量玻色-爱因斯坦中可以实现一些对精密测量有用的量子态,包括多体自旋压缩态,Dicke态和多体singlet态。然而,在实际实验中,从量子态的制备,操控,到最终利用量子态进行精密测量都不可避免受到环境噪声的影响。为了抑制旋量BEC实验中杂散磁场的噪声效应,我们采用连续性驱动方案Ro-tary Echo 来增强系统的 自旋相干性。我们通过解析分析和数值计算发现,当 Rotary Echo的驱动场强度h与脉冲宽度τ满足魔幻条件hτ=mπ,m=1,2,3,…时,杂散磁场的噪声效应被显着抑制。相比于自由演化的情况,自旋相干态和自旋压缩态在魔幻条件下可以被保存相当长时间。特别是对于自旋压缩态,能同时保持其自旋平均值和自旋压缩。动力学解耦能有效延长自旋系统的相干时间,意味着在精密测量中能提高了系统相干演化的时间。在磁力计中,动力学解耦技术通常只限于对交变磁场的测量。这是因为动力学解耦的脉冲序列周期性翻转系统,同时消除了噪声和静磁场与自旋系统相互作用而累积的相位。因此,我们提出相位续接法,将被脉冲调制的自旋系统与待测磁场相互作用而累积的相位恢复成单调递增的形式。这样,就可以实现对静磁场的测量。我们的数值验证以Balanced-UniDD为调控序列,在87Rb旋量F=1 BEC中,分别以10000个原子的自旋相干态和自旋压缩态对微弱静磁场进行测量。在强度为0.1mG的噪声环境下,利用自旋相干态对对约0.16mG的微弱磁场进行测量。在200ms获得最优磁场灵敏度为0.36pT/（?）,达到了标准量子极限。同样条件下,利用自旋压缩态对约0.0016mG的磁场进行测量,获得了接近海森堡极限的磁场灵敏度64fT/（?）。我们从另外一个视角看待脉冲,将其视为相干的强噪声,而相位续接即是对脉冲序列的逆向操作。我们的方法具有普适性,可以用于其他直流信号的测量方案中。
二、玻色—爱因斯坦凝聚实验中的蒸发冷却过程研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、玻色—爱因斯坦凝聚实验中的蒸发冷却过程研究（论文提纲范文）
（1）87Rb BEC双拉曼相对相位对相干跃迁操控的实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超冷原子简介 |
| 1.2 本文的主要工作 |
| 第二章 玻色-爱因斯坦凝聚体的制备和探测 |
| 2.1 真空系统 |
| 2.1.1 真空系统设计 |
| 2.1.2 超高真空的获得 |
| 2.2 原子能级和激光系统 |
| 2.2.1 原子能级 |
| 2.2.2 激光系统 |
| 2.3 磁光阱 |
| 2.4 磁阱转移原子的实现 |
| 2.5 532nm远失谐光塞磁阱的实验实现 |
| 2.6 蒸发冷却 |
| 2.6.1 射频蒸发冷却 |
| 2.6.2 光阱蒸发冷却 |
| 2.7 成像系统 |
| 第三章 基于暗磁光阱实现~(87)Rb BEC |
| 3.1 暗磁光阱理论 |
| 3.2 暗磁光阱的实验装置 |
| 3.3 实验过程与结果 |
| 第四章 拉曼跃迁与激光相位关系 |
| 4.1 受激拉曼跃迁的研究背景 |
| 4.2 单受激拉曼与双受激拉曼的原理模型 |
| 4.3 双拉曼相对相位调控拉曼耦合强度的实验实现 |
| 4.4 双拉曼相对相位调控拉曼耦合强度结果与分析 |
| 全文总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表的学术论文 |
| 个人简介及联系方式 |
（2）超冷简并费米气体的制备及其性质的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超冷原子的研究历史 |
| 1.3 国内外的研究进展 |
| 1.3.1 BEC-BCS渡越 |
| 1.3.2 量子模拟 |
| 1.3.3 量子输运 |
| 1.4 论文结构 |
| 第2章 超冷原子气体的相互作用和统计分布 |
| 2.1 超冷原子气体 |
| 2.2 散射理论和Feshbach共振 |
| 2.2.1 中心势中的两体问题 |
| 2.2.2 谐振势中原子的相互作用 |
| 2.2.3 Feshbach共振 |
| 2.3 量子统计 |
| 2.3.1 无相互作用玻色子 |
| 2.3.2 无相互作用费米子 |
| 2.3.3 有相互作用玻色子 |
| 2.3.4 有相互作用费米子 |
| 第3章 ~6Li原子的激光冷却与囚禁 |
| 3.1 真空系统 |
| 3.2 磁场系统 |
| 3.2.1 塞曼减速器 |
| 3.2.2 MOT线圈 |
| 3.2.3 Feshbach线圈的设计和控制 |
| 3.2.4 偏置磁场 |
| 3.3 光学系统及控制 |
| 3.3.1 激光冷却 |
| 3.3.2 偶极光装载 |
| 3.4 成像系统 |
| 3.4.1 零场吸收成像 |
| 3.4.2 高场吸收成像 |
| 3.5 时序控制及数据处理 |
| 第4章 ~6Li原子简并费米气体的制备 |
| 4.1 蒸发冷却 |
| 4.2 集体模式和参量共振 |
| 4.2.1 偶极模式 |
| 4.2.2 单极模式 |
| 4.2.3 参量激发 |
| 4.3 简并费米气体 |
| 第5章 强相互作用费米气体性质的研究 |
| 5.1 弹性散射和各向异性膨胀 |
| 5.2 非弹性散射和损失谱 |
| 5.3 分子BEC的形成与BCS区域的密度分布 |
| 第6章 总结和展望 |
| 工作总结 |
| 实验展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）光晶格中的多体自旋系统实验研究（论文提纲范文）
| 摘 要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪言 |
| 1.1 超冷原子和光晶格概论 |
| 1.2 原子制冷 |
| 1.3 量子计算 |
| 1.4 量子磁性 |
| 1.5 论文内容 |
| 第2章 实验装置和技术 |
| 2.1 实验装置概述 |
| 2.2 超冷量子气体和晶格基本理论 |
| 2.3 超晶格调控技术 |
| 2.4 自旋操纵技术 |
| 2.5 基于光缔结碰撞的探测技术 |
| 第3章 光晶格中的原子冷却 |
| 3.1 光晶格中的原子冷却原理 |
| 3.1.1 Bose-Hubbard模型 |
| 3.1.2 超流到莫特绝缘态相变 |
| 3.1.3 莫特绝缘态冷却 |
| 3.1.4 超流-莫特态交错冷却 |
| 3.2 超晶格交错子系统间的原子输运 |
| 3.3 冷却和热力学度量 |
| 3.4 超晶格绝热态编辑 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 光晶格中的高保真度纠缠门 |
| 4.1 超晶格中超交换效应 |
| 4.2 超晶格四态纠缠门方案 |
| 4.3 四态系统演化和调控 |
| 4.4 纠缠门的实现和纠缠度量 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 光晶格中玻色子磁性研究 |
| 5.1 一维海森堡模型 |
| 5.2 玻色子磁性模型设计和实现 |
| 5.3 海森堡模型的非平衡动力学 |
| 5.4 玻色子海森堡反铁磁态制备和探测 |
| 5.4.1 海森堡反铁磁态制备 |
| 5.4.2 反铁磁自旋关联探测 |
| 5.4.3 海森堡反铁磁态的交错磁性涨落 |
| 5.4.4 海森堡反铁磁态的热力学度量 |
| 5.5 海森堡反铁磁态的性质 |
| 5.5.1 自旋旋转对称性 |
| 5.5.2 光晶格中海森堡反铁磁态的退相干 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（5）参数调制下一维晶格中玻色—爱因斯坦凝聚的稳定性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的基础理论 |
| 1.1.1 玻色-爱因斯坦凝聚 |
| 1.1.2 光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚 |
| 1.2 周期性调制光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚 |
| 1.2.1 周期性调制 |
| 1.2.2 偶极玻色-爱因斯坦凝聚 |
| 1.2.3 周期性调制偶极玻色爱因斯坦凝聚 |
| 1.3 玻色磁梯中玻色-爱因斯坦凝聚的动力学 |
| 1.3.1 玻色磁梯的基态特性 |
| 1.3.2 玻色磁梯中玻色-爱因斯坦凝聚的动力学 |
| 1.4 本文的结构和安排 |
| 第二章 参数调制一维光晶格中偶极凝聚体的动力学稳定性 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 理论模型和变分分析 |
| 2.3 系统稳定性分析 |
| 2.3.1 定态分析 |
| 2.3.2 偶极相互作用对系统稳定性的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 人工磁场下周期调制的玻色磁梯中玻色-爱因斯坦凝聚的稳定性 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 理论模型和变分分析 |
| 3.3 定态分析 |
| 3.4 稳定性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（6）超冷原子动量晶格中的量子传输（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 量子模拟 |
| 1.2 超冷原子 |
| 1.2.1 光晶格 |
| 1.2.2 等效维度 |
| 1.3 论文结构 |
| 2 超冷原子动量晶格 |
| 2.1 Bragg散射 |
| 2.2 动量晶格原理 |
| 2.3 全哈密顿量 |
| 2.4 实验实现 |
| 2.4.1 方案 |
| 2.4.2 探测 |
| 2.5 讨论 |
| 2.5.1 局限性 |
| 3 超冷原子气体的制备 |
| 3.1 实验系统 |
| 3.1.1 真空系统 |
| 3.1.2 激光系统 |
| 3.1.3 磁场系统 |
| 3.1.4 时序控制系统 |
| 3.1.5 探测系统 |
| 3.2 磁光阱以及光学粘团 |
| 3.2.1 二维磁光阱 |
| 3.2.2 三维磁光阱 |
| 3.2.3 光学粘团 |
| 3.3 蒸发冷却及BEC实现 |
| 3.3.1 光阱 |
| 3.3.2 蒸发冷却 |
| 3.3.3 BEC实现 |
| 4 非互易量子传输的实现 |
| 4.1 非厄米量子力学 |
| 4.1.1 宇称-时间对称性 |
| 4.1.2 耗散和增益 |
| 4.2 Aharonov-Bohm效应 |
| 4.2.1 背景 |
| 4.2.2 磁AB效应和电AB效应 |
| 4.3 模型及模拟 |
| 4.4 实验方案 |
| 4.5 有效哈密顿量和全哈密顿量 |
| 4.6 结果讨论 |
| 4.6.1 非互易传输 |
| 4.6.2 耗散率 |
| 4.6.3 光频移以及相位方案 |
| 4.6.4 相互作用 |
| 4.7 应用 |
| 4.7.1 非厄米SSH模型 |
| 4.7.2 四端口环形器 |
| 5 量子芝诺子空间 |
| 5.1 简介 |
| 5.1.1 量子芝诺效应 |
| 5.1.2 量子芝诺子空间 |
| 5.2 动量晶格中的实现 |
| 5.3 全哈密顿量 |
| 5.4 量子芝诺子空间 |
| 5.5 自旋系统及相空间 |
| 5.5.1 自旋系统 |
| 5.5.2 量子态层析 |
| 5.6 量子芝诺-反芝诺转变 |
| 5.7 希尔伯特空间定制 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间取得的科研成果 |
（7）自旋轨道耦合量子气体中的非平衡态动力学的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 在超冷原子中的非平衡态动力学 |
| 1.2 自旋轨道耦合相互作用 |
| 1.2.1 材料中的自旋轨道耦合相互作用 |
| 1.2.2 冷原子中的自旋轨道耦合相互作用 |
| 1.3 论文结构 |
| 第2章 人工合成的自旋轨道耦合规范场 |
| 2.1 拉曼跃迁 |
| 2.2 一维自旋轨道耦合 |
| 2.3 二维自旋轨道耦合规范场的人工合成 |
| 2.4 二维自旋轨道耦合的拓扑性质 |
| 2.4.1 陈数和Berry曲率 |
| 2.4.2 二维自旋轨道耦合的波函数和能带-数值方法 |
| 2.4.3 紧束缚模型下的结果 |
| 2.4.4 能带反转面 |
| 第3章 相关实验技术 |
| 3.1 玻色爱因斯坦凝聚体的制备 |
| 3.2 二维自旋轨道耦合的实验合成 |
| 3.3 二维自旋轨道耦合参数的标定 |
| 3.3.1 光晶格深度和拉曼耦合强度的标定 |
| 3.3.2 确定共振点 |
| 3.4 消除背景噪声的技术 |
| 第4章 利用量子淬火动力学研究体系的拓扑结构 |
| 4.1 理论方案 |
| 4.1.1 基本思想 |
| 4.1.2 实现方案 |
| 4.2 实验实现和测量方法 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 标定电光调制器的相位 |
| 4.2.3 量子淬火的实验实现 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 原子云的动力学演化 |
| 4.3.2 精确确定系统的拓扑相图 |
| 4.3.3 从自旋纹理中得到拓扑荷和能带反转面 |
| 4.3.4 动力学的“体-面”对应 |
| 4.3.5 观测到有效拓扑信息的条件 |
| 4.4 创新点和小结 |
| 4.4.1 创新点 |
| 4.4.2 小结 |
| 第5章 利用淬火动力学合成新的拓扑相-霍普绝缘体 |
| 5.1 霍普绝缘体 |
| 5.2 对量子反常霍尔模型淬火实现动力学的霍普绝缘体 |
| 5.2.1 基本理论 |
| 5.2.2 通过布洛赫矢量的(?)分量获得霍普连接和霍普纤维丛 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 布洛赫矢量(?)分量的时间演化 |
| 5.3.2 霍普连接的实验观测 |
| 5.3.3 霍普轮胎面的实验观测 |
| 5.4 二维自旋轨道耦合系统布洛赫矢量的全息成像-理论方案 |
| 5.4.1 基本思想 |
| 5.4.2 二维自旋轨道耦合的相位问题 |
| 5.4.3 拉曼脉冲实现布洛赫矢量的全息成像 |
| 5.4.4 数值模拟 |
| 5.5 创新点和小结 |
| 5.5.1 创新点 |
| 5.5.2 小结 |
| 第6章 在一维自旋轨道耦合中观测非均匀的Kibble-Zurek机制 |
| 6.1 连续相变 |
| 6.2 Kibble-Zurek机制 |
| 6.2.1 均匀的Kibble-Zurek机制 |
| 6.2.2 非均匀的Kibble-Zurek机制 |
| 6.3 实验实现和测量方法 |
| 6.3.1 实验装置 |
| 6.3.2 一维自旋轨道耦合的二阶相变 |
| 6.3.3 一维自旋轨道耦合参数拉曼耦合强度Ω_0的标定 |
| 6.3.4 探索Kibble-Zurek机制的实验步骤 |
| 6.4 实验结果 |
| 6.4.1 观测原子动量分布的分叉结构 |
| 6.4.2 提取时间部分的标度律 |
| 6.4.3 提取空间部分的标度律 |
| 6.5 数值模拟和理论评估 |
| 6.5.1 转变点的理论评估 |
| 6.5.2 临界指数的数值模拟 |
| 6.6 创新点和小结 |
| 6.6.1 创新点 |
| 6.6.2 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（8）类谐振子势和环形势中两分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 玻色-爱因斯坦凝聚 |
| 1.2 偶极-偶极相互作用 |
| 1.2.1 偶极-偶极相互作用的性质 |
| 1.2.2 偶极-偶极相互作用的调节 |
| 1.2.3 偶极-偶极相互作用的效应 |
| 1.3 自旋轨道耦合 |
| 1.4 量子化涡旋 |
| 1.5 两分量BEC基态结构的研究动态 |
| 1.5.1 旋转BEC的涡旋结构 |
| 1.5.2 自旋轨道耦合BEC的基态结构 |
| 1.6 本文主要内容 |
| 第二章 Gross-Pitaeviskii方程及其数值方法 |
| 2.1 Gross-Pitaeviskii方程及其二维约化 |
| 2.2 偶极-偶极相互作用的二维约化 |
| 2.3 Gross-Pitaeviskii方程的无量纲化及数值方法 |
| 2.3.1 Gross-Pitaeviskii方程的无量纲化 |
| 2.3.2 数值方法 |
| 第三章 类谐振子势和环形势囚禁的偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的涡旋结构 |
| 3.1 旋转两分量偶极BEC的物理模型 |
| 3.2 有效势 |
| 3.3 类谐振子势中旋转两分量偶极BEC的基态结构 |
| 3.4 环形势中旋转两分量偶极凝聚体的涡旋结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 四极子磁场中自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的基态特性 |
| 4.1 环形势中自旋轨道耦合凝聚体的物理模型及基态性质 |
| 4.1.1 环形势的宽度对凝聚体基态的影响 |
| 4.1.2 不同相互作用强度下的基态结构 |
| 4.2 环形势囚禁的自旋轨道耦合凝聚体在四极子磁场中的基态特性 |
| 4.2.1 弱相互作用的情况 |
| 4.2.2 强相互作用的情况 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 六极子磁场中Rashba自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的基态特性 |
| 5.1 多极子磁场 |
| 5.2 六极子磁场中Rashba自旋轨道耦合凝聚体的基态结构 |
| 5.3 多极子磁场对环形势中Rashba自旋轨道耦合凝聚体基态结构的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 总结与展望 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 个人简况及联系方式 |
| 致谢 |
（9）高阶非线性作用下超冷原子气体声学黑洞形成问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超冷玻色爱因斯坦凝聚系统 |
| 1.1.1 引言 |
| 1.1.2 BEC实验的发展 |
| 1.1.3 BEC理论研究的现状与意义 |
| 1.2 超冷费米气体的研究进展 |
| 1.2.1 引言 |
| 1.2.2 量子简并费米气体 |
| 1.2.3 BCS理论 |
| 1.3 声学黑洞 |
| 1.3.1 引言 |
| 1.3.2 发展历史 |
| 1.3.3 研究意义 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第二章 理论及计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 GPE方程 |
| 2.3 变分法 |
| 2.4 Feshbach共振理论 |
| 第三章 谐波势阱下耦合玻色爱因斯坦凝聚体中涡旋孤子的动态演化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 GPE模型与涡旋孤子解的变分推导 |
| 3.3 分析和讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 简谐势阱囚禁下具有高阶非线性相互作用的二维玻色-爱因斯坦凝聚体的涡旋孤子动力学 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 二维GPE模型及其涡旋孤子解 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 含高阶非线性相互作用的玻色爱因斯坦凝聚体中的声学黑洞的形成 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 引入高阶非线性相互作用的Gross-Pitaevskii模型 |
| 5.3 基于包含高阶非线性相互作用效应的GPE模型的系统振荡模式 |
| 5.4 声学黑洞的形成 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的研究成果及参加的学术会议 |
| 致谢 |
（10）旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中的相干性增强（论文提纲范文）
| 论文创新点 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 量子与经典物理的对比 |
| 1.1.1 海森堡不确定性原理 |
| 1.1.2 量子相干性 |
| 1.2 量子度量学 |
| 1.2.1 基本原理 |
| 1.2.2 原子磁力计 |
| 1.3 本文内容 |
| 2 玻色-爱因斯坦凝聚简介 |
| 2.1 玻色-爱因斯坦凝聚理论 |
| 2.1.1 理想气体中的玻色-爱因斯坦凝聚 |
| 2.1.2 平均场理论 |
| 2.1.2.1 托马斯-费米近似 |
| 2.1.3 弱相互作用气体中的Bogoliubov理论 |
| 2.2 玻色-爱因斯坦凝聚的实现 |
| 2.2.1 真空腔 |
| 2.2.2 激光冷却 |
| 2.2.3 原子俘陷技术 |
| 2.2.4 蒸发冷却 |
| 2.2.5 实验实现 |
| 2.3 旋量F=1玻色-爱因斯坦凝聚 |
| 2.3.1 自旋F=1体系的哈密顿量 |
| 2.3.2 塞曼能量 |
| 2.3.3 单模近似 |
| 2.3.4 偶极相互作用 |
| 3 旋量BEC中的度量学 |
| 3.1 量子干涉仪 |
| 3.1.1 双模干涉仪 |
| 3.1.2 三模干涉仪 |
| 3.2 费舍信息 |
| 3.2.1 经典费舍信息 |
| 3.2.2 量子费舍信息 |
| 3.3 自旋压缩 |
| 3.3.1 自旋相干态 |
| 3.3.2 Kitagawa和Ueda定义的压缩参数ξ_s~2 |
| 3.3.3 Wineland等人定义的压缩参数ξ_R~2 |
| 3.4 旋量BEC中的自旋压缩 |
| 3.4.1 两分量BEC中的自旋压缩 |
| 3.4.2 偶极旋量BEC中的自旋压缩 |
| 3.5 旋量BEC中其它测量可用的量子态 |
| 3.5.1 Dicke态 |
| 3.5.2 多体Singlet态 |
| 4 旋量BEC中量子相干性的保存 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 自旋1/2体系中的相干性保存 |
| 4.2.1 退相干的半经典图像 |
| 4.2.2 动力学解耦 |
| 4.3 Rotary Echo |
| 4.4 Rotary Echo对杂散磁场的压制效果 |
| 4.4.1 自旋相干态 |
| 4.4.2 自旋压缩态 |
| 4.5 本章总结 |
| 5 动力学解耦增强的原子磁力计 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 旋量BEC中的磁力计实验 |
| 5.3 动力学解耦技术在磁力计中的应用 |
| 5.4 单轴动力学解耦(Uni-DD) |
| 5.5 静磁场的测量 |
| 5.5.1 相位续接 |
| 5.6 本章总结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻博期间发表的科研成果目录 |
| 致谢 |
四、玻色—爱因斯坦凝聚实验中的蒸发冷却过程研究（论文参考文献）
- [1]87Rb BEC双拉曼相对相位对相干跃迁操控的实验研究[D]. 周方. 山西大学, 2021(12)
- [2]超冷简并费米气体的制备及其性质的研究[D]. 严祥传. 中国科学院大学(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院), 2021(01)
- [3]地面与微重力环境下冷原子量子磁性的精密测量[J]. 王伟,朱浩,王力,柏文凯,陈徐宗,刘伍明. 中国科学:物理学 力学 天文学, 2021(07)
- [4]光晶格中的多体自旋系统实验研究[D]. 孙辉. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]参数调制下一维晶格中玻色—爱因斯坦凝聚的稳定性[D]. 马吉利. 西北师范大学, 2021(12)
- [6]超冷原子动量晶格中的量子传输[D]. 苟维. 浙江大学, 2021(01)
- [7]自旋轨道耦合量子气体中的非平衡态动力学的实验研究[D]. 易常瑞. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]类谐振子势和环形势中两分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态特性研究[D]. 张瑞芳. 山西大学, 2020(12)
- [9]高阶非线性作用下超冷原子气体声学黑洞形成问题研究[D]. 杨洋. 江苏科技大学, 2020(03)
- [10]旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中的相干性增强[D]. 张军. 武汉大学, 2020(03)