《準二維光晶格中超冷原子量子輸運及調控的研究》是依託湖南師範大學，由謝瓊濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：準二維光晶格中超冷原子量子輸運及調控的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：謝瓊濤
- 依託單位：湖南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目研究超冷原子在準二維光學晶格中的量子輸運行為以及它們的相干控制。通過解析和數值方法, 分析原子之間的相互作用在量子輸運過程中的關鍵作用，重點分析在強相互作用極限下，原子輸運行為中的量子關聯效應以及各種相關特性。研究光晶格的幅度調製和位相調製對原子量子輸運行為的影響，著重分析超冷原子在時空對稱破缺準二維光學晶格中量子輸運行為的各種新特性。在平均場近似的理論框架下，研究超冷原子在時間周期調製準二維光學晶格中的混沌動力學特性，特別是量子輸運過程的時空混沌的特徵。以周期調製和時空對稱破缺為控制手段，重點研究超冷原子量子輸運行為的相干控制,提出控制和探測原子量子輸運過程中的各種相關性質的理論方法。這些工作對於經典和量子混沌理論的發展以及冷原子的套用研究均具有重要的理論價值和現實意義。
結題摘要
本項目重點討論了原子相互作用和參數周期調製共同導致的新物理效應，以及它們對原子量子輸運過程的控制。經過四年的努力探索，本項目組如期完成了預定的研究計畫。(1)在強相互作用極限下，相互排斥的玻色原子能夠形成穩定的束縛態(準分子態)，我們分析了高頻周期調製的格點偏壓對準分子態的關聯隧穿效應的影響，發現能譜在一些特殊的周期調製幅度和調製頻率比值附近出現能譜匯聚，形成能譜崩塌效應，並且在能譜崩塌點附近存在能級交叉和免交叉的精細結構，這種精細結構為我們選擇性地控制原子的關聯隧穿提供了可能性。(2)我們分析了一個周期調製的格點偏壓對原子Landau-Zener隧穿過程的影響，研究結果顯示，在原來出現Landau-Zener隧穿的附近，如果周期調製的光子能量跟兩個相鄰能級差匹配，會出現瞬時共振，從而誘導出邊帶躍遷。 我們的理論分析顯示， 在共振點附近，體系可以用一個有效的兩能級Landau-Zener隧穿模型來描述, 能級之間的耦合係數可以通過調整驅動的幅度和頻率來控制。這提供了一個有效的方法來理解和控制冷原子的Landau-Zener隧穿過程。(3) 我們構建了一個各向異性的量子拉比模型來描述具有不對稱自旋軌道耦合的冷原子體系，發展了一套分析方法得到了系統的精確解。研究發現，這些精確解對應能譜中能級交叉。更為重要的是，我們的物理模型很好地擬合了實驗數據。(4) 我們討論了相互作用和非全同耦合的共同合作效應。結果發現，這種合作效應導致超冷原子的隧穿過程呈現豐富的動力學行為，隧穿過程出現“兩負得正”效應。相互作用和耦合係數的單獨增加能夠抑制隧穿，但是他們一起卻提高隧穿。在半經典近似下，體系出現混沌效應，並且呈現不對稱性。從弱相互作用跨越到強相互作用區域，體系出現從量子拍到崩塌-回復過程的轉變。這些工作對於冷原子的套用研究具有重要的理論價值和現實意義。
