《三角光晶格超冷玻色系統中幾何阻挫及無規效應研究》是依託上海大學，由姜穎擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：三角光晶格超冷玻色系統中幾何阻挫及無規效應研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：姜穎
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
目前最新實驗進展使得幾何阻挫效應與無序結構成為當前人工晶格冷原子氣體研究方面的兩個重要的課題。對它們的研究不僅是冷原子領域本身的興趣所在，同時對凝聚態相關係統的研究有著重要的借鑑意義。本項目中，藉助Ginzburg-Landau場論框架下強耦合躍遷展開方法、Green函式方法以及前期工作中所提出的自旋-彈性體映射方法，我們將深入研究三角人工光晶格中超冷玻色系統在兩類不同幾何阻挫情形下的基態特性，探索可能出現的新奇物相及其相關量子相變；利用零溫逼近的方法以及躍遷展開理論深入探討無規勢環境下系統有效作用量對超流和Bose玻璃序參量的依賴關係，並在此基礎上進一步考慮同一系統中幾何阻挫與無規勢阱對於超冷玻色系統的聯合效應，著重關注幾何阻挫系統中的量子態在無規勢阱中的穩定性問題，並探討幾何阻挫對玻色玻璃態的抑制效應。本課題的研究將幫助我們更深入地理解幾何阻挫系統的關聯特性以及玻璃態基本要素間的關係。
結題摘要
近年來，對人工光晶格勢阱中的稀薄超冷原子氣體的物性研究已經成為當前物理研究中最重要和最引人入勝的領域之一。人工光晶格超冷原子系統所具有的相關參數精確可控性，使得人們可以製備出由Bose-Huabbard模型等抽象理論嚴格描述的系統，從而為我們研究物質深層次原理提供了良好的研究平台。隨著實驗手段的發展，近些年，相對複雜的晶格結構和無序結構系統才越來越受到人們的關注。在本項目中，利用金斯堡-朗道理論框架下的有效勢方法和格林函式法等解析手段，我們研究了三角光晶格中超冷玻色系統的量子相變相圖及其相關飛行時間吸收圖，我們的理論計算結果與實驗觀測具有良好的吻合度。進而，我們研究並發展推廣了基於累積量展開的格林函式方法，使之能夠適用多子晶格結構系統。利用此推廣的格林函式方法，我們詳細研究了六角光晶格、超光晶格等具有雙子晶格結構的超冷玻色系統的量子相變相圖，給出了系統的量子相變相界方程以及相應的飛行時間吸收圖，這些結果對於後續的理論和實驗研究均具有一定的指導意義。特別是在超光晶格系統的研究中，利用process chain 數值計算手段，我們仔細計算了高階躍遷對量子相變相圖的修正，並利用外推法得到了無窮階微擾結果，我們的計算結果與他人的蒙特卡羅數值模擬結果高度吻合，誤差不超過1%。利用有效勢方法和格林函式法，我們還詳細研究了不同晶格結構下光學微腔陣列模型中極化激元超流-莫特態量子相變高階相圖。在對含無規結構的人工光晶格超冷玻色系統的研究中，利用累積量展開和有效勢方法，我們研究了無序結構和有限溫度對系統相變的影響，並給出了相關的相變相界方程的解析表達式。而在具有無規結構光晶格超冷原子系統基態的超流-玻色玻璃態量子相變方面的研究中，我們採用Bogoliubov方法對系統的粒子數密度進行了細緻的分析，研究了系統晶格勢阱深度及無序強度對不同組份粒子數密度的影響，我們解析所得的量子相變相圖與經驗的平方根律完全吻合，這為最近可能的相關實驗提供了參考和理論引導。
