偶极凝聚体在叠加了谐振势的光晶格中相干性的研究

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近些年来,光晶格已经成为研究量子气体基础物理特性的理想载体并且可以用来操控冷原子的动力学特性。大量的可控制的相干与退相干的相互转换可以通过将冷原子凝聚体囚禁在光晶格中实现。由于相互作用和无序可以得到精确的控制,所以它被经常用来调节和操控冷原子Bose气体。当偶极Bose气体在一个深的光晶格中时,最明显的影响就是产生Bloch振荡。Bloch振荡除了它的基本意义外,它还可以被用来完成对原子的高精度的控制。然而,由于原子的相互作用能够对Bloch振荡引起退相干,从而使得Bloch振荡得不到很好的观察。最近,原子间的偶极-偶极相互作用对能够实现Bloch振荡的相干提供了可能,这已经在实验上得到了证实。所以如何找到合适的原子的接触相互租用与原子间的偶极相互作用来控制Bloch振荡的退相干是非常重要的。另外,当晶格中含有无序时,对Bloch振荡的相干性也会有很重要的影响。因为无序本身能够抑制相干性,但它和原子的相互作用共同作用时又可以促进相干性。所以,我们可以通过找到合适的无序强度与相互作用来控制Bloch振荡的退相干。本论文的具体研究内容和结论如下:首先,简单介绍了论文研究的物理背景及论文相关知识,包括玻色-爱意斯坦凝聚、光晶格、Bloch振荡、无序以及偶极相互作用。其次,讨论了偶极凝聚体在叠加了谐振势的光晶格中相干性。在平均场模型下,处在叠加了谐振势的一个深的光晶格中的偶极凝聚体的相干性可以用变分理论进行研究。研究表明,在叠加了谐振势的深的光晶格中,控制Bloch振荡的退相干是可行的。因为晶格内原子的相互作用与晶格间原子的偶极相互作用不仅可以逐渐减弱Bloch振荡而且可以维持Bloch振荡。特别的是,当晶格内原子的相互作用、晶格间原子的偶极相互作用、谐振势的频率以及波包的初始位置满足临界条件时,Bloch振荡就能够长久的维持下去。因此,我们可以通过调节晶格内原子的相互作用、晶格间原子的偶极相互作用、谐振势的频率以及波包的初始位置来控制Bloch振荡的退相干。另外,当在谐振势内加入无序时,无序对Bloch振荡的相干性也有很重要的影响。因为无序强度的大小能够直接影响Bloch振荡的相干与退相干,所以可以通过调节无序强度来控制Bloch振荡的相干性。最后,简要总结本工作并展望该领域进一步的研究前景。
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