《基於旋量玻色愛因斯坦凝聚體的光力學系統的理論研究》是依託杭州師範大學，由董瑩擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於旋量玻色愛因斯坦凝聚體的光力學系統的理論研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：董瑩
- 依託單位：杭州師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我們最近的工作顯示出，在量子光場- - 超冷原子構成的光力學系統中，當計入 原子的自旋與光場耦合後，將出現新的物理性質，例如光場和物質波的多穩等。在本項目中， 我們將進一步研究準一維旋量BEC 與量子光場構成的光力學系統，對其進行最一般條件下的數值模擬，以分析其性質及檢驗之前工作中所採用的各類近似條件的合理性，並重點探討基於此類系統的磁場測量計，由於測量反作用對該系統測量精度的限制。我們還將探討將這一系統拓展至二維後，其所具有的穩態特性，超輻射特性及量子相變等。特別是，由於在這個系統中，原子既有質心運動自由度又具有自旋自由度，在光場的媒介作用下，這兩種自由度耦合可能會導致非常有趣的物理現象，如量子拓撲序等。我們將對這一問題進行仔細分析。我們還將同時研究光晶格中負有效質量BEC凝聚體與正質量機械振子耦合系統的非破壞測量問題，探索其在超精密測量及量子信息處理中的潛在套用。
結題摘要
本項目主要研究內容為分析多分量量子簡併氣體與光場耦合系統的各種物 理性質如穩態性質，多穩行為，動力學過程，量子相變及基於該系統的量子測量理論等，並在此分析基礎上探索該系統在量子物理基礎，量子信息及超精密測量等領域的潛在套用。我們順利的執行了當初的研究計畫並取得了一系列重要成果。1. 我們重點研究了超冷簡併費米氣體在包含自旋軌道耦合時的量子淬火動力學行為 ，我們發現當淬火參量（外加磁場）初末值不同時，系統的長期漸進動力學行為可以分 為三個不同的相。我們還仔細研究了每個相得拓撲性質，特別是發現了振盪相中存在Florque拓撲行為。2. 我們對基於量子光力系統的熱機的做功及其測量做了仔細研究。我們首先通過一 個經典的測量模型，明確了量子熱機做功的能量去向問題；而後，我們仔細探討了兩種功的量子測量方案，並分析了測量反作用對熱機效率的影響。3. 我們提出了一種基於光力系統的動力學冷卻方案，原則上可以將一巨觀尺度機械 振子的任意頻率振動模冷卻至其量子基態。此過程原理與人們日常生活中使用的冰櫃的製冷原理非常相似，而光力極化子就相當於製冷器中的冷媒。與目前普遍採用的邊帶冷卻技術相比，“量子冰櫃”有一個顯著的優點，就是可以冷卻機械振子的任意頻率的聲 子而無需改變整個裝置的物理結構。另外，這一裝置使得同時冷卻多個聲子模式至基態 成為可能，這為未來多模量子聲子學的研究鋪平了道路。
