光晶格勢(shì)阱中BEC的孤子、Landau-Zener隧穿行為.pdf

1、玻色-愛(ài)因斯坦凝聚體(BEC)被成功地裝載于光晶格勢(shì)阱,這類似于固體物理學(xué)中電子被束縛于固體的晶格中,從而有關(guān)局限于光晶格勢(shì)阱的BEC的某些物性也類似于電子與晶格相互作用的情況。局限于光誘導(dǎo)的周期性勢(shì)阱(光勢(shì)阱)中的BEC原子不僅具有固體中電子的許多性質(zhì),還具備非線性物質(zhì)和其它非線性體系中的波動(dòng)性質(zhì),所以引起了研究者的廣泛研究興趣。近來(lái),實(shí)驗(yàn)上已成功將超冷玻色子裝載于雙色光晶格外部勢(shì)阱中,雙色光晶格由兩對(duì)激光干涉而成,第一對(duì)激光束的波長(zhǎng)

2、與第二對(duì)激光束的波長(zhǎng)不同,但這兩對(duì)激光束的強(qiáng)度均可以從弱到強(qiáng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此,研究局限于單色或雙色光晶格勢(shì)阱中BEC的孤子和Landau-Zener隧穿等行為具有一定的基礎(chǔ)意義。本文從平均場(chǎng)理論下的Gross-Pitaevskii(GP)方程出發(fā),首先利用多重尺度方法解析地研究了局限于單色光晶格勢(shì)阱與諧振勢(shì)阱組成的復(fù)合勢(shì)阱中BEC的孤子動(dòng)力學(xué)行為,隨后利用數(shù)值方法研究了雙色光晶格勢(shì)阱中BEC的Landau-Zener隧穿性質(zhì)。主要結(jié)構(gòu)如

3、下:
　　第一章,闡述了BEC的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí),基于平均場(chǎng)近似理論推導(dǎo)出了描述BEC動(dòng)力學(xué)行為的GP方程。介紹了目前局限于光晶格勢(shì)中BEC的研究動(dòng)態(tài)及其研究意義。
　　基于實(shí)驗(yàn)?zāi)茉诠饩Ц駝?shì)阱中實(shí)現(xiàn)BEC,在第二章,利用多重尺度方法結(jié)合Wentzel-Kramer-Brillouin展開(kāi),解析地研究了局限于光晶格勢(shì)阱和諧振勢(shì)阱組成的復(fù)合勢(shì)阱中的BEC孤子動(dòng)力學(xué)行為。結(jié)果表明,由于周期勢(shì)的調(diào)制效應(yīng),BEC中的黑孤子演化成了灰孤子。

4、同時(shí),隨著周期勢(shì)強(qiáng)度的增加,孤子的速度降低,寬度先減少后增加,且存在一個(gè)最小值。
　　類似地,由于可通過(guò)兩對(duì)相干激光形成雙色光晶格勢(shì)阱,在第三章,數(shù)值地研究了雙色光晶格勢(shì)阱中BEC原子的Landau-Zener隧穿行為。結(jié)果表明,隨著雙色光晶格勢(shì)阱的主、次晶格間相位差φ從0增加到π,Bloch能帶中第一能隙寬度逐漸增加,而第二能隙寬度逐漸減小。同時(shí)發(fā)現(xiàn),雙色光晶格勢(shì)阱的主、次晶格深度和其相位差對(duì)第一能隙和第二能隙的Landau-Z