《光晶格中超冷玻色氣體的量子臨界特性研究》是依託哈爾濱工業大學，由應濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：光晶格中超冷玻色氣體的量子臨界特性研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：應濤
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對玻色子系統而言，當溫度足夠低的時候（毫開爾文量級），量子漲落作用超過了熱漲落，系統中會出現各種奇異的量子相，如莫特絕緣相、超流相和超固相等等。雷射冷卻和光晶格捕獲冷原子技術的實現使得人們能夠研究更低的原子溫度，並能夠控制光晶格中原子密度和原子間相互作用等參數，從而研究在不同參數下系統的量子相變等臨界行為及其包含的量子信息。通過構建理論模型並進行數值模擬，本項目研究玻色子間偶極相互作用等參數對光晶格中超冷玻色氣體量子相變的影響；通過計算量子糾纏熵，分析不同量子相下系統所包含的量子信息，並對量子相變邊界處的糾纏熵進行標度分析，判斷其是否具有類似強關聯電子系統中糾纏熵的臨界標度行為。本項目對探索超冷原子的未知領域和理解超冷原子量子臨界行為有著重要的意義。
結題摘要
在多體系統中，當溫度足夠低時，量子漲落作用超過了熱漲落，從而導致各種奇異量子現象的出現。常見的量子多體系統包括光晶格中的超冷玻色氣體系統，強關聯電子系統和量子自旋系統等。本項目主要使用數值算法如量子蒙特卡洛算法對量子多體系統進行模擬計算：通過對含長程相互作用玻色哈伯德模型的蠕蟲量子蒙特卡洛算法計算，我們發現正方光晶格中含長程相互作用冷原子系統中可能存在玻色金屬相，並提出團簇的形成可能是玻色金屬相形成的機制之一；通過對有符號問題的哈伯德模型的行列式量子蒙特卡洛算法計算，判定摻雜石墨烯超導體中d-波電子配對是占主導的電子配對機制；通過結合隨機序列展開量子蒙特卡洛算法和隨機解析延拓方法，計算海森堡模型在不同晶格結構中的光譜，能夠和一些材料如Ba2CuTeO6和C9H18N2CuBr4的光譜取得很好的對照，分析這些材料的自旋動力學性質。本項目的研究內容和結果系統的展示了這些量子多體系統中出現的量子現象和規律，對探索這些量子現象背後深層次的物理機制，分析解釋現有實驗結果和理論預測有著重要的作用。
