《空腔中相互作用量子簡併氣體的超輻射》是依託首都師範大學，由陳宇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：空腔中相互作用量子簡併氣體的超輻射
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳宇
- 依託單位：首都師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超輻射是原子和光子相干輻射的狀態，是一個將量子多體物理與傳統的原子光學相結合的新興領域。該領域不但對於高性能雷射，量子通信等領域有巨大的套用價值，還對於理解非平衡態多體物理和量子晶體有重要的理論意義。隨著2010年空腔中超輻射狀態的首次製備，低溫量子簡併氣體中的超輻射研究日益升溫，具有極大的研究價值。在該項目中，我們將通過對於空腔中相互作用量子簡併氣體超輻射的研究，理解腔光導致的長程相互作用與原子間短程相互作用共同作用引起的新奇低能量子物質狀態，如莫特絕緣體，量子磁性與超輻射的相互競爭和影響；理解非平衡的驅動耗散對於開放系統穩定性，熱化，激發譜和臨界行為的影響。
結題摘要
本項目立足於研究空腔中強相互作用量子氣體這一光學和凝聚態多體物理結合的新方向，致力於理解非平衡態下的低能量子物質結構。在我們開展的一系列研究中，我們主要研究了強相互作用下超流-莫特絕緣體相變受到衍生晶格影響會產生怎樣的特別物理，我們研究了耗散對於強相互作用下的光子費米子混合氣體中費米子準粒子譜的影響，以及開放體系中可以寫出的簡化非厄米哈密頓量形式，開放系統中的電導，耗散下的動力學。我們發現由於衍生晶格的原因，超流-模特絕緣體相變會變成一個類似於水的氣液相變的一級相變。這是一種零溫下因量子漲落引起的類氣液相變。我們發現對於與有耗散光子氣體強相互作用下的費米子並非在所有情況下都可以有準粒子圖像，費米子能譜可能會因為耗散在譜上被破壞在哈密頓量中存在的宇稱對稱性。同時我們更進一步通過研究可以簡化為非厄米哈密頓量的體系中的動力學和拓撲性質如何受到耗散的影響，我們給出了物理可觀測量霍爾電導與非厄米拓撲不變數之間的關係，是非厄米體系中的TKNN公式；我們還建立了非厄米線性回響理論，預言了在耗散影響下動量空間中粒子占據數和動量分布擴散之間的等價關係，解釋了衰變動力學變慢的現象與準粒子譜中的反常指數之間的關係，成功地解釋了實驗數據同時預言了一大類實驗。綜上所訴，我們通過對空腔，非平衡體系中相互作用效應的研究，發現了穩態下衍生晶格與莫特相之間存在的一級相變，發現了單粒子譜受耗散的非平庸影響，建立了非平衡動力學和探測拓撲態的物理量與耗散之間的關係。
