《超冷費米原子氣體物理以及冷原子光學晶格研究》是依託浙江大學，由陳啟瑾擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超冷費米原子氣體物理以及冷原子光學晶格研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：陳啟瑾
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
費米冷原子氣體物理是近幾年興起的介於凝聚態物理和原子分子物理之間的交叉學科。由於冷原子氣體中的相互作用強度、配對原子數的差異、配對原子的質量差等參數具有很強的可控性，因此其物理內容非常豐富。尤其是其低溫超流性同高溫超導電性之間的相似性，令人相信對它們的研究可以對解決高溫超導這一跨世紀難題提供幫助。而冷原子光學晶格更是可以用來直接模擬凝聚態系統，從而可以用來為一些難以解決的凝聚態問題提供答案。本人把用以解釋高溫超導贗能隙現象的配對漲落理論套用與冷原子超流物理並取得了極大的成功。本項目將在已有的基礎上，在進一步完善並發展這一理論的同時，研究冷原子氣體中的超流轉變溫度、能隙等如何隨參數變化，研究射頻譜、集體激發、轉動慣量、高速旋轉態等，以及原子數和原子質量極化對BCS-BEC crossover的影響。此外，還將研究如何用光學晶格來進行量子模擬。解釋層出不窮的新實驗，並為實驗提供建議。
結題摘要
費米冷原子氣體物理是近10年興起的介於凝聚態物理和原子分子物理之間的交叉學科。由於冷原子氣體中的相互作用強度、配對原子數的差異、配對原子的質量差等參數具有很強的可控性，因此具有極其豐富的物理內容。費米冷原子氣體及其光晶格更是可以用來對凝聚態系統等進行量子模擬，從而可以用來為一些難以解決的凝聚態問題提供答案。本項目在前期研究及積累的基礎上，繼續把用以解釋高溫超導贗能隙現象的配對漲落理論套用於冷原子超流物理的研究，在進一步完善並發展這一理論的同時，研究了冷原子氣體中的超流轉變溫度、能隙等如何隨參數變化，並取得了重要成果。具體包括(1)提出了利用自旋極化的費米氣體在低溫下常見的相分離現象以及動量分辨射頻譜技術來準確有效地測量具有核心重要性的空間均勻的費米原子的譜函式；(2)研究了粒子－空穴通道對超流及BCS－BEC crossover的影響，發現其能很大程度上改變Feshbach共振的位置，因此在理論計算和實驗數據分析時有必要根據粒子的費米能對共振位置進行修正，否則得到的結果會出現嚴重誤差；(3)把配對漲落理論同其他具有競爭關係的理論進行了比較研究，指出每一理論的優缺點。尤其是這裡的競爭理論基本上都繼承了Nozieres—Schmitt-Rink理論的缺陷，缺乏自恰性，遺漏了重要的贗能隙現象；(4) 研究了量子Monte Carlo模擬（QMC）中有限的粒子數對其結果的可靠性的影響，指出由於QMC只能在偏離了線性區的較高的密度區進行，其外推到零密度時必然會引入較大的誤差。這一結果警示人們不要盲目地相信QMC的結果；(5) 研究了粒子數和質量均出現不匹配時的BCS-BEC 過渡行為，相應於6Li-40K混合氣體的情形。計算主要是在勢阱中且在有限溫度時。由於問題很複雜，國際上還沒有人做過。本項目中，我們研究了混合氣體的相圖及質量比、數量比及勢阱頻率之比的影響；(6) 對費米－費米混合氣體中FFLO態的研究以及(7) 偶極氣體中的超流動性的研究等。這些研究處於國際領先，可以為實驗提供指導，增加理論上的理解，對費米冷原子氣體的研究有重要意義。
