玻色-爱因斯坦凝聚体腔中完美光力诱导透明

光力诱导透明和慢光效应一直是量子光学领域的研究热点。本文探究了玻色-爱因斯坦凝聚体腔中出现完美光力诱导透明的必要条件,并讨论了驱动场频率失谐对完美光力诱导透明谱线的影响。特别地,发现即使在波戈留波夫模的弛豫速率很大的情况下,也可以实现完美的光力诱导透明现象,这正是完美光力诱导透明理论的优点之一。此外,还讨论了在透明窗口处的慢光效应,发现腔的耗散速率和波戈留波夫模的弛豫速率均对慢光效应有显著的影响,特别是在不可分辨边带参数区域,可实现超慢光效应。这些结果可应用于现代光学网络的建设以及量子信息处理过程。

分子玻色-爱因斯坦凝聚态首次形成

据报道,美国和荷兰物理学家成功将钠铯极性分子冷却至接近绝对零度,使1000多个分子处于一个巨大的量子态,形成了分子玻色-爱因斯坦凝聚态。这项成果既可以帮助科学家创造出能无阻力流动的超固体材料,又有助于研制新型量子计算机。相关论文发表于2024年6月3日出版的《自然》杂志上。

玻色-爱因斯坦凝聚与光场作用的保真度

利用量子信息论和数值计算方法,对Pólya场态与玻色-爱因斯坦凝聚原子相互作用系统的量子态保真度演化问题进行了研究。讨论了玻色-爱因斯坦凝聚原子间的相互作用强度、 Pólya场态概率参数和分布参数,以及这些物理参数如何影响量子态保真度随时间的演化。研究结果表明:上述三种物理参量均可调制信号传输中的量子态保真度,其中光场概率参数η对量子态保真度的变化影响最大,当η=0.01时,量子信息保真度的值非常接近信息理想传输的情形;另一方面,凝聚原子间的耦合强度越大,量子态保真度呈现出的周期性振荡也越强,但量子态保真度的取值范围不变。

自旋扭曲光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚体

研究了自旋依赖双层方形光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensates,BEC)的基态特征.双层晶格间的相对扭曲角度和层间耦合强度是影响超冷原子密度分布的重要可调参数.当光晶格的最低能带呈单阱色散时,超冷原子在莫尔晶格(Moire lattice)中的局域化受扭曲角度、层间耦合强度、原子数和晶格深度等的影响;当光晶格的最低能带呈双阱色散时,光晶格的扭曲可导致2个自旋态的反向扭曲,随着层间耦合强度的增加,2个扭曲的自旋态逐渐重合.该研究工作有助于深入探索扭曲光晶格超冷原子中的新奇量子效应.

双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中PT对称势下的异步量子Kármán涡街

数值研究了相混合态双组分玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensate,BEC)中PT (parity-time)对称势下的动力学.在障碍势不同的宽度和速度下发现了异步量子Kármán涡街、斜向漂移涡旋偶极子、V字形涡旋对、无规则量子湍流以及各种尾迹的组合模式.研究了作用在移动障碍势上的拖拽力,分析了涡旋对产生的力学机理.在不同障碍势宽度和速度下,系统地模拟了异步量子Kármán涡街和其他尾迹模式的参数区域.同样分析了PT对称势中具有增益-损耗强度的虚部对异步量子Kármán涡街稳定性的影响.最后,提供了一个实现异步量子Kármán涡街的实验方案.

PT对称势下自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的能带结构

数值研究PT对称势下具有自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的能带结构.用傅立叶配置法求解布洛赫能带,分析PT对称晶格势的深度、虚部相对大小、自旋轨道耦合强度和拉比耦合强度对能带结构的影响.结果表明,第一、二能带的上下边沿随晶格深度的增加而上升,但能带宽度变窄;当PT对称晶格势的虚部大于临界值时,第一和第二能带发生重叠;随着自旋轨道耦合强度的增大,第一和第二能带的上下边界均减小;拉比耦合强度对能带结构也具有重要影响.

单分量和二分量玻色-爱因斯坦凝聚体亮孤子解的李黄杨修正

李黄杨(LHY)修正是指玻色-爱因斯坦凝聚体中的自陷态,通过平均场(MF)态周围的量子涨落引起的有效自排斥来稳定,但LHY修正可能会影响玻色-爱因斯坦凝聚体亮孤子的基态,导致亮孤子试探解产生一定的适用范围。本研究利用变分近似法和以Gross-Pitaevskii方程为基础的数值模拟方法,通过将准一维情况单分量和二分量的玻色-爱因斯坦凝聚体基态模型加入LHY修正,计算了2个系统的试探解和数值模拟解。计算表明,对于准一维带有LHY项的单分量和二分量玻色-爱因斯坦凝聚体,当系统的LHY系数G在一定情况下可以通过变分法得到较好的静态近似解。本文的研究对于获得准一维情况下带有LHY项的单分量和二分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态解析解的条件提供了理论支持,为今后研究该系统的性质和物理内涵提供了帮助。

基于退磁冷却的镝原子玻色-爱因斯坦凝聚制备

在磁性原子气体中,偶极弛豫过程将系统的自旋与动能自由度耦合,从而实现体系动能向塞曼能的转化.利用光泵浦过程,可以将偶极弛豫至高自旋态的原子重新泵浦回基态,实现持续的冷却循环,有效降低体系温度.由于单次冷却循环中移除的能量远大于散射光子能量,这种退磁冷却方案显著提升了冷却效率并减少了原子损失.本文通过建立结合偶极弛豫与光泵浦过程的态耦合方程,对镝原子的退磁冷却进行了理论建模与计算,研究了相关实验参数对冷却效率及冷却极限温度的影响,确定了实现镝原子玻色-爱因斯坦凝聚的关键实验参数范围和技术指标要求.结果表明,在最优实验参数下,退磁冷却可以在亚秒时间内直接制备大原子数的镝原子玻色-爱因斯坦凝聚,其冷却效率比传统蒸发冷却高一个数量级.

SU(1,1)相干态与玻色-爱因斯坦凝聚相互作用系统中的量子纠缠(英文)

研究的系统为SU(1,1)相干态和玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用体系,在双光子跃迁过程中,分别用量子约化熵和量子相对熵研究了该系统中的SU(1,1)相干态与凝聚体间的纠缠以及SU(1,1)相干态的模间纠缠,分析了光场初始压缩因子、原子间相互作用对场-凝聚体间纠缠和模间纠缠的影响.

玻色-爱因斯坦凝聚原子与Schr(o|¨)dinger猫态相互作用系统中的保真度

利用全量子理论及量子信息保真度理论,研究了薛定谔猫态光场与玻色爱因斯坦凝聚原子相互作用系统中,量子态保真度随时间的演化特性.讨论了光场强度和玻色爱因斯坦凝聚原子间的耦合强度对量子态保真度的影响.结果表明:光场强度可调制量子态的保真效果,而原子间的耦合常数主要影响量子态保真度的振荡频率.

双模压缩真空态与玻色-爱因斯坦凝聚相互作用系统中的量子纠缠

研究的系统为双模压缩真空态和玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用体系,在双光子跃迁过程中,分别用量子约化熵和量子相对熵研究了该系统中的双模压缩真空态与凝聚体间的纠缠以及双模压缩真空态的模间纠缠,分析了光场初始压缩因子、原子间相互作用对场-凝聚体间纠缠和模间纠缠的影响。

N粒子玻色-爱因斯坦凝聚体最大纠缠态的最短制备时间

研究了玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)N粒子体系在最短时间内制备最大纠缠态的相关规律。我们采用玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)两模模型进行研究,探讨了全同粒子系统粒子间相互作用参数c对制备最大纠缠态所需的最短时间的影响;进而讨论了制备最大纠缠态所需的最短时间tmin与系统粒子数N的关系,以及此时系统参数c的取值范围和特点。

玻色-爱因斯坦凝聚基态解的有限元数值计算

求三维玻色-爱因斯坦凝聚(BECs)问题基态解的计算量很大,可将具有径向对称性的三维BECs问题降维为一维雪茄型问题,采用有限元虚时方法进行离散求解并对非线性项进行线性化处理。数值算例显示算法具有最优的二阶精度,计算量很小。

玻色-爱因斯坦凝聚原子与Schrdinger猫态相互作用系统中的压缩特性

利用全量子理论,研究了玻色-爱因斯坦凝聚原子与Schrdinger猫态相互作用系统中,光场和原子激光的压缩特性。结果表明:在系统中,偶相干态、奇相态分别与玻色-爱因斯坦凝聚原子相互作用,偶相干态、奇相态光场和原子激光均不呈现压缩效应。而Yurke-Stoler相干态光场和原子激光呈现压缩效应。在强场(|α|=1)情况下,三种不同光场的两种压缩现象均不产生。光场和原子激光的压缩特性主要受初始光强和耦合常数的影响。

玻色-爱因斯坦凝聚与Schrdinger猫态光场作用系统中原子信息熵压缩

运用量子信息熵理论,研究了玻色-爱因斯坦凝聚原子与Schr(o|¨)dinger猫态光场作用系统中,原子信息熵压缩随时间的演化特性。结果表明:该体系中Schr(o|¨)dinger猫态光场的两个相干态的相位角为★=π/2时,原子信息熵的压缩将随着光场强度、原子间及原子与场间的耦合系数的变化而呈现交替压缩现象。

物质第五态:玻色-爱因斯坦凝聚态

玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensa-tion)是70多年前玻色和爱因斯坦从理论上所预言的,它是一种由微观粒子的量子性质而产生的宏观现象。从理论上来讲,处在这种状态的物质在性质上有别于通常所说的固态、气态、液态和等离子态,故有人又称其为第五态。近几十年发展起来的激光冷却技术使实验上第五态的实现成为可能,促使人们深入地对其性质进行研究。在微观上,费米子服从泡利不相容原理。这样。

虚光场对双模SU(1,1)相干态光场与原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中量子纠缠的影响

在双模SU(1,1)相干态光场和原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中,应用全量子理论,在非旋波近似下,分别利用量子约化熵和量子相对熵,研究了双模SU(1,1)相干态光场与原子玻色-爱因斯坦凝聚体间的量子纠缠和双模光场的模间纠缠,讨论了虚光场、原子-场的耦合常数和光场参数对场-凝聚体原子纠缠和光场模间纠缠的影响.

玻色-爱因斯坦凝聚和影响粒子态密度的因素

本文讨论了在理想(无外势场)情形下,粒子的态密度与粒子运动空间的维度n及对能量的不同依赖关系,并在此基础上,讨论在有外势场的情形下,得出粒子的态密度与粒子运动空间的维度n,以及与外势场的性质之间的关系.

低维玻色-爱因斯坦凝聚的转变温度和基态占据数

研究了体系中粒子的第一激发态能量对低维玻色凝聚温度的影响,以及不同维度的空间中凝聚温度随总粒子数的变化关系.结果表明,随着粒子数密度的增加,低维的凝聚温度比高维情形上升得快,体系的凝聚温度与第一激发态能量密切相关.同时计算表明,对于囚禁在GaAs量子阱中的激子气体,即使在无谐振势或幂指数等特殊外势的条件下,也可以在几个K0实现玻色-爱因斯坦凝聚.

梯度磁场中自旋-轨道耦合旋转两分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态研究

利用准二维Gross-Pitaevskii方程,研究了在梯度磁场中具有自旋-轨道耦合的旋转两分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构.探索了自旋-轨道耦合作用和梯度磁场对基态的影响.结果发现,在梯度磁场下,随着自旋-轨道耦合强度增大,基态结构由skyrmion格子逐渐过渡为skyrmion列.对于弱自旋-轨道耦合和小旋转频率情况,增大磁场梯度强度可导致基态由平面波相转变为half-skyrmion;对于强自旋-轨道耦合和大旋转频率情况,梯度磁场可诱导hidden涡旋的产生.梯度磁场、自旋-轨道耦合和旋转作为体系的调控参数,可用于控制不同基态相间的转化.