光晶格勢阱中BEC的孤子、Landau-Zener隧穿行為.pdf

1、玻色-愛因斯坦凝聚體(BEC)被成功地裝載于光晶格勢阱,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)的周期性勢阱(光勢阱)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性質(zhì),所以引起了研究者的廣泛研究興趣。近來,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阱中,雙色光晶格由兩對激光干涉而成,第一對激光束的波長

2、與第二對激光束的波長不同,但這兩對激光束的強(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阱與諧振勢阱組成的復(fù)合勢阱中BEC的孤子動力學(xué)行為,隨后利用數(shù)值方法研究了雙色光晶格勢阱中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,基于平均場近似理論推導(dǎo)出了描述BEC動力學(xué)行為的GP方程。介紹了目前局限于光晶格勢中BEC的研究動態(tài)及其研究意義。
　　基于實(shí)驗(yàn)?zāi)茉诠饩Ц駝葳逯袑?shí)現(xiàn)BEC,在第二章,利用多重尺度方法結(jié)合Wentzel-Kramer-Brillouin展開,解析地研究了局限于光晶格勢阱和諧振勢阱組成的復(fù)合勢阱中的BEC孤子動力學(xué)行為。結(jié)果表明,由于周期勢的調(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,由于可通過兩對相干激光形成雙色光晶格勢阱,在第三章,數(shù)值地研究了雙色光晶格勢阱中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),雙色光晶格勢阱的主、次晶格深度和其相位差對第一能隙和第二能隙的Landau-Z