《旋量玻色-愛因斯坦凝聚中的拓撲缺陷》是依託北京師範大學，由楊師傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：旋量玻色-愛因斯坦凝聚中的拓撲缺陷
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：楊師傑
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目研究旋量玻色-愛因斯坦凝聚(BEC)中的拓撲缺陷及其動力學性質。旋量凝聚體由於其內部自由度，因而具有豐富的拓撲結構。我們發展了一種解析方法，可以獲得旋量BEC所滿足的耦合非線性方程組的精確定態解，將這種解析方法從一維推廣到二維和三維系統，得到一系列具有奇異拓撲結構的量子態，比如分數渦旋、skyrmion晶格、紐結等，加深了對這些拓撲缺陷的理解。我們計畫將這一方法套用到自旋F＞1的複雜旋量系統，並且進一步考慮自旋-軌道耦合的效應，探索諸如單極子、三維Skyrmion、以及其它複雜的紐結結構。我們的方法具有普適性，可以套用於其它的耦合非線性系統，比如量子場論中的非線性克萊因-戈登方程，得到時空Skyrmion孤子。我們還將採用數值方法模擬研究這些拓撲缺陷的穩定性和動力學特性，其中特別關注分數（非阿貝耳）渦旋的動力學性質。
結題摘要
本項目研究了旋量玻色-愛因斯坦凝聚中的拓撲缺陷及相關的物理性質。旋量凝聚體由於其內部自由度，因而具有豐富的拓撲結構和相結構。我們提出了一種新的具有扭結結構的3D dimeron，並研究了它的穩定性和實現條件；對於自旋-軌道耦合的二組分玻色凝聚，研究了孤子結構和流形混合動力學；研究了環形勢阱中自旋-1玻色凝聚體的相結構；採用變分序參量的方法研究了光格子中自旋-軌道耦合玻色系統的基態及超固體相。另外，我們還研究了在光格子中操控冷原子的方法，提出利用交變外驅動場實現在一維和高維光格子中有效地定向移動中性原子，為未來的冷原子量子操控打下基礎。我們還研究了能帶的拓撲性，提出了利用表面聲波實現量子化的電荷pumping方法；揭示了在磁性梯子光格子中手征布洛赫振盪與能帶拓撲性的關係。
