《自旋-軌道耦合費米氣體中的兩體問題》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由彭世國擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：自旋-軌道耦合費米氣體中的兩體問題
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：彭世國
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自旋-軌道耦合效應為凝聚態物理帶來了很多新奇的物理現象。最近，剛剛實現的自旋-軌道耦合超冷原子氣體，為人們在可人為操控的實驗平台上研究自旋-軌道耦合效應創造了寶貴條件。然而，這一新興體系中的少體問題至今還沒有引起人們的關注，在本項目中，我們將系統理論研究自旋-軌道耦合超冷費米氣體中的兩體問題。首先，我們針對目前已經在超冷費米氣體中實現的自旋-軌道耦合類型，理論研究諧振勢中Rashba和Dresselhaus等量混合自旋-軌道耦合超冷費米氣體中的兩體問題嚴格解，並考察該體系中兩體問題嚴格解隨自旋-軌道耦合強度，以及原子間相互作用強度等的變化關係。隨後，我們將得到的解析公式推廣到其它的自旋-軌道耦合類型。另外，我們還將研究低維自旋-軌道耦合極化費米氣體中的p波共振散射性質，考察自旋-軌道耦合效應對p波束縛誘導共振的影響。本項目的理論研究成果將為未來實驗研究提供重要的理論依據和堅實的物理基礎。
結題摘要
本項目立項於2014年，並從2015年1月起開始資助。立項之初，自旋-軌道耦合效應在超冷費米氣體中剛剛實現不久，是當時超冷原子物理研究的熱點和前沿問題之一。然而，在這一新興體系中，少體問題還沒有引起大家的廣泛關注，在這一背景下，我們提出了研究自旋-軌道耦合費米氣體中的兩體散射問題。在該項目的支持下，我們理論研究了自旋-軌道耦合費米氣體中的兩體問題，在低能和弱耦合一階近似下，利用微擾理論，求解了兩個費米原子的薛丁格方程，獲得了兩體波函式在短距離內的漸近行為，並且我們的方法具有普適性，可以推廣至高階修正。隨後，以該兩體問題的解為基礎，我們進一步研究了自旋-軌道耦合費米氣體中的檀觸理論，發現了在該體系中，自旋-軌道耦合效應引入了尚未被發現的新的檀觸量。這一新的檀觸量對於刻畫自旋-軌道耦合費米氣體的多體普適性關係非常重要。我們的這一研究成果為未來實驗研究自旋-軌道耦合費米氣體的普適性質提供了重要的理論依據。 另外，在該項目的支持下，我們進一步研究了超冷原子氣體中操控兩體相互作用的理論方案，以及以此為基礎的超冷原子氣體的高溫熱力學性質：（1）我們提出了利用外界束縛勢阱的形狀來操控極化費米原子間的p波相互作用的理論方案。我們這一研究成果為未來實驗操控超冷原子間高階分波相互作用提供了一些新的啟示；（2）我們以二維諧振勢阱中p波相互作用兩個費米原子的嚴格解為基礎，利用量子維里展開方法，理論研究了極化費米原子氣體的高溫熱力學性質，並計算了該體系的檀觸量在高溫下的漸近行為。我們這一研究成果，為未來實驗研究極化費米氣體的狀態方程提供了理論依據。
