《光晶格中奇異磁性物態的研究》是依託北京大學，由張會榮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：光晶格中奇異磁性物態的研究
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：張會榮
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
探索光晶格中冷原子系統的各種奇異的磁性物態與相變問題是目前國際科研的前沿領域 ，目前這一方向的研究還處於起步階段。量子自旋液體態是一種奇異的物態，關於這一物態雖然有理論的預言但還沒有實驗上的驗證。本課題在實驗室已有的實驗和理論基礎上，從理論和實驗上探索光晶格中冷原子系統里的磁性相變和超交換作用等磁性動力學問題。在超晶格里通過對各種晶格常數的調節以及對同一晶格原子間相互作用的調節來調整自旋最近鄰與次近鄰的耦合強度，從而研究冷原子系統中各種可能存在的相變，從實驗上驗證已有的理論預言。並進一步發展這一方向的理論研究。在現有的實驗技術基礎上探索對這些磁性物態的新的觀測方法。
結題摘要
我們按照計畫完成了任務，基本實現了預期目標。 本課題的計畫研究目標：在自旋耦合模型的基礎上通過調整最近鄰及次近 鄰自旋間的耦合強度來研究各種磁性相變的特性以及探索新奇物態-量子自旋液體態，並在非均勻外場條件下研究冷原子的磁性動力學問題。 通過3年的努力，我們完成了如下工作： 1、本部分研究了光晶格中一些磁性現象，我們研究了俘獲在一維光晶格中超冷原子兩基態間的有效的交錯耦合，這種交錯的耦合是由外加光場誘導的拉曼過程產生的，對於兩精細基態的超冷原子系統，這種誘導的交錯耦合可以套用於量子信息處理以及製備反鐵磁態。 2、我們提出了在光晶格俘獲的兩精細基態的冷原子系統中模擬橫向交錯磁場作用下的兩維自旋1/2模型，橫向磁場由拉曼過程產生，其強度可以由外加光場調節。伴隨著最近鄰原子間的可控相互作用，這種光學格子裝置能在更寬廣的參數範圍內研究交錯磁場引起的量子磁性現象。 3、我們研究了光學晶格中兩組分超冷原子系統中局域自旋波包（局域磁子）的動力學問題，在橫向梯度磁場作用下，在鐵磁鏈中產生的局域自旋波包的中心會進行布洛赫諧振，這種諧振可用於探測最近鄰原子間的超交換相互作用。 4、我們研究了兩個超冷原子的耦合物質波導圓環，提出了超冷原子物質波誘導透明現象，這種現象類似原子系統中的電磁誘導透明現象。同時由於波導圓環的耦合會產生兩個劈裂的共振通道，這樣會發生 Fyno 類型的干涉現象。 5、我們提出了一種新的實驗方法實現次磁阻挫的Kagome 光晶格，可以實現各向異性的 Heisenberg 自旋模型，獲得自旋液體基態。具體我們將兩組分的超冷原子俘獲在二維的三角晶格中，外加光場誘導Ramam躍遷，冷原子兩個組分之間會形成一個有效耦合，從而形成 Kagome 光晶格的隧穿。冷原子不同組分間的隧穿可以被外場獨立調節，並不依賴與原子間的相互作用。同時通過加強外場，可以獲得足夠大的自旋間的耦合，進而研究自旋液體基態。 6、課題負責人完成第一作者文章5篇，其中兩篇發表在 Phys. Rev. A 上，一篇發表在J. Phys. B上，兩篇待發表。課題期間我們組織了一次冷原子領域暑期學校，國際著名學者GORA主講。另外，我們課題組到國外合作和參加學術會議一次。
