《磁性旋量玻色氣體中奇異量子現象的理論研究》是依託北京科技大學，由顧強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：磁性旋量玻色氣體中奇異量子現象的理論研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：顧強
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目研究具有交換耦合作用的旋量冷原子玻色氣體的磁學性質，特別是在發生玻色-愛因斯坦凝聚之後，旋量凝聚體由於兼具磁性和相干性而呈現出的獨特的量子現象。在前期工作中，我們已經對鐵磁性玻色凝聚體進行了一些探討，發現其磁性行為與傳統磁性材料大不相同，如磁疇形成過程中的相干振盪行為以及凝聚體疇結構的可調控性等；表明相干性對凝聚體磁性有顯著影響。本項目將結合最新實驗進展，從更為廣泛的角度探索旋量凝聚體的奇異磁性行為。擬開展以下幾個方面的研究：（1）對單勢阱中的鐵磁凝聚體，理解其內部奇特磁疇結構（如2D系統中的磁疇有序化）的形成和演化規律的新特點。（2）推廣到雙勢阱以至光晶格的情形，研究存在阱間隧穿效應的情況下，鐵磁與反鐵磁凝聚體不同的動力學特徵。（3）探討通過施加相位調製等手段對凝聚體的自旋相關性質進行外部調控，並討論熱耗散和粒子損耗等耗散效應對相干磁性現象的影響。
結題摘要
本項目原計畫主要研究具有交換耦合作用的旋量玻色型冷原子氣體的磁學性質，在項目實施過程中，結合相關領域的前沿動態對研究計畫進行了一些調整。項目不再僅限於研究旋量玻色氣體，還研究了標量玻色氣體在合成磁場中的“軌道磁性”，以及旋量費米氣體的磁性。研究的重點依舊圍繞著冷原子氣體的磁性，得到的主要結果如下: 研究了旋量凝聚體在雙勢阱中的動力學特徵，發現在阱間隧穿過程中，反鐵磁與鐵磁耦合引起截然不同的後果：前者使不同組分傾向於相互混合，後者則引起不同組分有分離的趨勢。還研究了環境因素對於兩組分玻色凝聚體動力學性質的影響，發現在一定的參數範圍內，粒子數耗散效應反而會引起凝聚體相干性的增強。把雙阱凝聚體作為一個贗旋量玻色凝聚體模型，研究了該系統在開放條件下的動力學行為，計算了在耗散和噪音等外部因素的干擾下，系統在相空間中的運動軌跡，特別討論了環境噪音引起的能量耗散效應。 在外加合成磁場中，二維光晶格中的玻色凝聚體能夠用阻挫的XY模型來描述。著重利用Metropolis蒙特卡洛方法研究了Berezinskii-Kosterlitz-Thouless相變溫度對磁場（阻挫）的依賴關係。結果表明，合成磁場實驗能產生足夠強的阻挫來研究該模型的物理性質。對於旋量費米氣體（6Li），計算了每個組分在雙勢阱中的密度輪廓。通過Feshbach共振增強組分間的排斥作用；當排斥作用強於Stoner臨界點時，引起巡遊鐵磁性，組分在空間上發生分離。並進一步對6Li氣體的窄Feshbach共振問題進行了理論研究。
