【摘 要】
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本文详细的叙述了作者对关于玻色-爱因斯坦凝聚中超辐射散射的理论研究结果。其中包括玻色-爱因斯坦凝聚的理论和实验基础,光散射理论基础;两个下能级的玻色-爱因斯坦凝聚的
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本文详细的叙述了作者对关于玻色-爱因斯坦凝聚中超辐射散射的理论研究结果。其中包括玻色-爱因斯坦凝聚的理论和实验基础,光散射理论基础;两个下能级的玻色-爱因斯坦凝聚的光散射反冲的理论,提出了瑞利向前-拉曼向后共振反冲;以及在光晶格势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的超辐射理论。
本文首先回顾了玻色-爱因斯坦凝聚的基础理论,给出了简单的物理概念和物理图像。通过简单计算给出了玻色-爱因斯坦凝聚各方面的物理性质,并介绍了在平均场近似下的动力学方程。对实验上实现玻色.爱因斯坦凝聚的冷却方法与手段进行了原理性的介绍。而在光散射方面,回顾了瑞利散射,拉曼散射以及布拉格散射等热原子中的光散射理论,并介绍了一种合作辐射的理论:超辐射。本文的理论研究正是基于玻色-爱因斯坦凝聚和光散射这两种基础理论而展开。
在磁阱势场中的玻色-爱因斯坦凝聚超辐射散射方面,本文在简单回顾实验结果的基础上,根据半经典理论,推导了有两个下能级时候的一般性理论。通过这个理论,提出了瑞利向前一拉曼向后共振原子反冲。这种形式的原子反冲可以在长时间尺度上产生后向散射的原子,并且可以区分后向散射的原子所经历的路径。通过这种形式的反冲,可以用来探测散射光的频谱。而且改变下能级的能量差,可以有选择性的将后向散射与某一级的前向散射产生原子数上的关联。
在光晶格中,玻色-爱因斯坦凝聚可以通过调节势垒高度的方法产生量子相变。本文通过量子理论的计算,给出了在有外势场情况下光散射增益的降低,以及满足散射增益的相位匹配条件。考虑到晶格中各个格点内部和各个格点之间辐射的相干合作效应,给出了光增益最大的方向。并且由于这种相干效应,可以用来测量单个格点的波包宽度以及相邻格点的重叠。而波包宽度和重叠正是与量子相变紧密相关的一个物理量。
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