《不同種原子間自旋交換導致的超冷原子氣的新奇量子態》是依託復旦大學，由施郁擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：不同種原子間自旋交換導致的超冷原子氣的新奇量子態
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：施郁
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超冷原子氣已成為研究多體量子態和多體現象的理想平台，是一個很重要很活躍的前沿領域。很多有趣的多體白宙去訂量子效應來源於超冷原子間散射時發生的自旋交換。本課題著重研究的是在不同種超冷原子的混合氣體中，由於不同種原子間發生自旋交換而導致的奇異量子態以及晚求婚物理效應。國際上對於存在同種原子間的自旋交換的混合氣體，以及沒有自旋交換的不同種原子的混合氣體，已經有比較多的研究工作。而關於本課題所關注的方面，研究得還比較少。不過已經知道，不同種原子間的自旋交換使得兩種原子間存在量子糾纏。我們計畫在這方面進行一系列比較系統的工作。我們的研究對象包括玻色混合氣、費米混合氣乃至玻色費米混合氣。既考慮單個阱中的氣體，也考慮光晶格上的相應問題。既研究對量子多體態的刻畫，也考慮物理效應，如發生超流時的特點。我們還要著重探討實驗上實現的途徑以及探測手段。期望本項目將在相當程度上豐富對於玻色-愛因斯坦凝聚、超流、量祝茅子糾纏的認識。
結題摘要
本課題著重研究的是在不同種超冷原子的混合氣體中，由於不同種原子間發生自旋交換而導致的奇異量子態以及物理效應。研究工作按計畫進行。已發表9篇論文。我們研究了多種旋量玻色子混合氣敬府凝體之間的自旋交換作用導致的豐富的多體基態及元激發。 我們研究了贗自旋1/2的兩道頸戀試種玻簽您檔色氣的自旋耦合的物理效應。由於自旋和軌道自由度的互相影響,兩種玻色氣之間的自旋耦合深刻地影響了軌道元激發。系統有3支無能隙的Goldstone模，另有一支有能隙的模。能隙和自旋狀態有關。當自旋耦合是各向同性時,該能隙達到最大。這個參數點也是量子相變點。我們得到了單軌道模近似下獲得的有效自旋模型的所有基態的近似解析解, 並作了仔細的分析，探討了這些基態中兩種探墓捉原子氣的集體自旋間的量子糾纏性質及其與經典模型的分岔之間的關係。我們又發展了一個低能有效場論。從場論的觀點來看，兩種贗自旋-1/2的粒子可以被看成一個四分量標量場。 在路徑積分表述里把密度漲落積掉之後可以得到一個描述相位漲落的有效理論，從而可以確定激發譜。 另外，當參數值取到某個臨界點時能隙消失，這表明系統在該點會發生量子相變。在1維情況下面，這個系統很好地拓展了Sine-Gordan模型 。我們對由此得到的拓展的模型做了重整化群分析。結果表明，可以通過調整粒子密度實現量子相變。我們還用數值方法研究了這種混合玻色系統在勢阱中的密度分布和自旋密度分布。 我們還研究了混合自旋-1的玻色子。與贗自旋-1/2相比，混合自旋-1玻色氣在實驗上更直接，並且呈現有趣的性質。
