《光-超冷氣體混合體系的動力學研究》是依託華東師範大學，由董光炯擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：光-超冷氣體混合體系的動力學研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：董光炯
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超冷原子分子氣體是精密測量、凝聚態物理、量子光學等交叉研究的熱點。其中，光場是超冷氣體動力學重要的操控手段，又是重要測量手段。然而，通常超冷氣體對光場傳輸的影響（局域場效應）恥束斷祖被忽略了。我們近您棄設年的研究表明該效應可導致光場傳輸和超冷氣體動力學因相互耦合而構成混合體系，且產生可觀察的物理效應（Phys. Rev. Lett. 106，120403（2011）； 110，250401（2013）；arXiv:1503.03101）。本項目以此為基礎深入研究光和超冷氣體混合體系的動力學：1.研究局域場效應對基於超冷氣體的精密測量精度的影響；2.探索該體系空間維度以及自旋自由度對混合體系的量子拓撲缺陷的影響及其集體激發，3. 發展超冷分子氣體的局域場效應及其對超冷分子氣體的量子相變影響； 4）研究該混合體系動力學實驗探測的相關理論。本項目將拓展光場和物質波協同操控理論，推動我國相關領域的發展。
結題摘要
光、微波核和冷原子氣體的混合動力學是近年量子光學和超冷物理交叉研究的一個新方向，為此開展研究得到如下結果：（1）如何產生渦旋度大於1的玻色愛因斯坦凝聚體（BEC）是長期待解決的重要問題。我們發現利用微波和旋量原子氣體相互作用祖凳的磁局域場效應，穩定的、具有高渦旋度的物質波渦旋記想淋能夠產生。這項成果對於量子湍流、超穩定Sagnac干涉儀研究具有價值，為高維量子信息載體的光學渦旋的穩定存儲提供了新途徑。（2）發現自旋軌道耦合的超冷量子氣體在局域場作用下可以產生自加速孤子和渦旋，解決了自1979年Berry等提出的自加速波能量無窮大的問題，所發展的物理機制也可在高度非局域非線性光學介質中燥紋遷實現。（3）解析得到了BEC 對大失諧光的一階色散和二階色散的計算公式。數值計算表明,BEC 的折射率以及二階色散係數與紅、藍失諧的性質有關: 在紅失諧時，折射率大於 1，且二階色散是正常色散；在藍失諧時，折射率小於 1，二階色散為反常色散。因此，對於超短脈衝光，BEC 是一種新型的量子色散介質。本工作為開展超短光脈衝在超冷氣體的傳輸打下理論基礎。（4）開展了基於超冷原子氣體運動態的新型Ramsey干涉儀，對於量子多體性質研究以及原子比特操格組槓尋控具有前在套用價值。（5）研究了緊聚焦的混合階龐加萊碑疊汽光的自旋密度, 發現它不僅有橫向分量, 還有縱向分量. 這些特徵可以用於手性微粒的光力學分離和操控, 也可以用於產生等效磁場操控超冷旋量原子氣體動力學.
