收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微腔中的超冷原子及量子相变

刘妮  
【摘要】:腔量子电动力学研究的是原子跟量子化腔场之间的相互作用,它在量子光学方面为描述各种有趣的现象提供了多样的、可控制的平台。最简单的光-原子系统,即J-C模型,描述的是量子化的电磁场跟单个二能级原子之间的相互作用。当二能级原子数增加时,即Dicke模型或Tavis-Cummings模型,多原子的集体影响导致一个有趣的多体现象:超辐射相。此时无论在零温还是有限温度下光子和原子的激发态比真空场和集体的基态能量更低。而且这种量子临界现象与集体原子和场之间的纠缠有关系。在开放的动力学系统(涉及半导体量子阱或者量子点),腔量子电动力学系统(含中性原子和离子)以及超导量子设备中都会出现Dicke超辐射相变。耦合的腔排列起来扩展了Dicke模型的应用,可用来研究爱因斯坦凝聚态物理中多体系统的强相互作用。将超高精细度的光腔内的自由原子取换为微弱相互作用的玻色爱因斯坦凝聚的超冷原子,并且考虑原子组的质心运动,在这样的玻色爱因斯坦腔量子电动力学系统中是可以实现Dicke模型的,且超辐射相对应BEC中周期性自组织的超固相。基于这种BEC腔量子电动力学系统,我们研究了拓展的Dicke模型。 第一章引入了单模光场和单个二能级原子相互作用的n光子情形,使用含时规范变换方法计算出体系非绝热近似的Berry相正比于平均光子数m,而反比于跃迁光子数n。而且得出,在特定条件下,非绝热几何相与绝热几何相一致,否则出现附加的非平庸相因子。 第二章我们研究了混合光力学系统中的纠缠。系统是光腔内放入一个二能级原子,且光腔的一侧是一个运动的镜子。使用时间平均近似方法我们得到了一个有效哈密顿量,而且依据有效哈密顿量我们得到三体的最大纠缠态(Greenberger-Horne-Zeilinger简称GHZ)。使用主方程得到了密度算符随时间的演化,最后得出:negativity强烈依赖于原子的自发辐射率γ,平均光子数n和耦合强度k(即G2/ωm)。而且当这些参数选择合适时,我们观察到了有趣的纠缠猝死(entanglement sudden death简称ESD)和纠缠猝生(entanglement sudden birth简称ESB)现象。 第三章到第五章都是与Dicke模型有关。在目前BEC-腔系统的实验装置下,第三章给出由非线性原子光相互作用影响的丰富基态特性。分析相图可以发现:在蓝失谐下,非线性相互作用能很好地驱动超辐射-正常量子相变。然而,在红失谐下,我们发现两个新的量子相变:超辐射-动力学不稳定相,正常相-动力学不稳定相。我们预测的量子相变是一种内禀相变,仅由基态能量的二阶导数决定,且不能用传统的朗道对称破缺理论来解释。而且我们并没有得到Keeling文章中的结果:基态的超辐射相和正常相共存区。第四章在第三章的基础上考虑了外场驱动对系统基态特性的影响,它会平移相变点的位置。而且实验上通过激光很容易调控外场驱动强度。第五章考虑了原子-场耦合的单频非绝热调制和非线性原子光相互作用对拓展的Dicke类型量子相变的影响,这两项对多体量子系统的基态特性产生了显著的影响。文中我们使用Floquet理论和广义的旋波近似得到了系统的有效哈密顿量。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐积仁;超冷原子陷阱中的精确光谱学[J];物理;1998年02期
2 孙鸣超;;视界面附近不同量子场的统计熵[J];陇东学院学报(自然科学版);2004年02期
3 薛晓舟,张会;量子场论的哲学问题[J];自然辩证法研究;1994年01期
4 王波波;环面黑洞背景下量子场的熵[J];物理学报;2004年07期
5 于熙龄;;关于量子电动力学中若干问题的讨论(2)——简单应用[J];辽宁大学学报(自然科学版);2008年04期
6 于熙龄;;关于量子电动力学中若干问题的讨论(4)—高级近似·‘发散困难’及其物理意义[J];辽宁大学学报(自然科学版);2009年03期
7 肖梅;;给定物理过程中跃迁振幅有效正规乘积的确定[J];潍坊学院学报;2009年02期
8 李代军,刘夏姬,胡正峰,李师群;超冷原子的操控、导引及其应用[J];量子光学学报;2000年03期
9 赵树松,彭守礼;短矩离量子场中的强子碎裂[J];科学通报;1985年17期
10 周鹏;与原子相互作用的量子光场的位相特性[J];科学通报;1992年12期
11 斯蒂芬·A·福林(StephenAFulling),张同意;我们从弯曲时空量子场论学到了什么?[J];商洛师范专科学校学报;1997年04期
12 于熙龄;;关于量子电动力学中若干问题的讨论(3)——给定外场中的量子过程[J];辽宁大学学报(自然科学版);2009年01期
13 戴闻;;用超冷原子实验求解理论物理的强关联Hubbard问题[J];科学通报;2009年19期
14 翟淑琴;郭娟;;连续变量二类倍频过程中的量子信息操控[J];量子光学学报;2011年03期
15 于肇贤;;超冷原子在含时磁场共振条件下的几何相因子[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2011年05期
16 颜骏,彭点云,邱孝明;杰出的理论物理学家波波夫的科学成就[J];大自然探索;1995年04期
17 汪丽蓉;贾锁堂;;光缔合产生超冷分子及其光谱测量[J];量子光学学报;2006年03期
18 孙宇航;李福利;;单个二能级超冷原子在多个单模腔场间的共振隧穿和光子辐射[J];物理学报;2006年03期
19 戴闻;;施加于中性超冷原子气的人造磁场[J];物理;2010年07期
20 张益;张军涛;;超冷玻色气体中的电磁感应透明[J];南京师大学报(自然科学版);2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周小计;熊炜;刘新星;乐旭广;陈徐宗;;驻波脉冲对超冷原子的相干操控[A];第十六届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2011年
2 张智明;;超冷原子微脉塞研究进展[A];Laser Cooling: Bose-Einstein Condensation and Atom Laser--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];1999年
3 ;Combining red and blue-detuned optical potentials to form a Lamb-Dicke trap for a single neutral atom[A];第十六届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2011年
4 ;水质净化新技术[A];中国土木工程学会隧道及地下工程学会第九届年会论文集[C];1996年
5 毕桥;方锦清;;纳米相干网络[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年
6 ;Generation of superpositions of arbitrary multi atom Dicke states entanglement via adiabatic passage[A];逻辑学及其应用研究——第四届全国逻辑系统、智能科学与信息科学学术会议论文集[C];2008年
7 蒋建飞;蔡琪玉;;纳米电子学研究的发展[A];第一届全国纳米技术与应用学术会议论文集[C];2000年
8 戴启润;李积梅;;E/A=35MeV下~(14)N+~(197)Au反应的Fermi-Dirac关联[A];数学·物理·力学·高新技术研究进展(一九九六·第六期)——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第6届学术研讨会论文集[C];1996年
9 俞小敏;;哲学的功用——以波斯科维奇近域论为例谈哲学之启示性[A];首届、第二届中国科技哲学及交叉学科研究生论坛获奖文集[C];2009年
10 俞小敏;;哲学之用——以波斯科维奇近域论为例谈哲学之启示性[A];第二届中国科技哲学及交叉学科研究生论坛论文集(硕士卷)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘妮;微腔中的超冷原子及量子相变[D];山西大学;2013年
2 赵兴东;光晶格中超冷原子系综的动力学性质[D];华东师范大学;2010年
3 刘飞;光场中超冷原子气体的局域化特性研究[D];华中科技大学;2012年
4 周晶;超冷原子系统物理性质研究[D];中国科学技术大学;2012年
5 陈刚;微腔中多体系统的新奇量子相变及其调控[D];山西大学;2009年
6 李燕;光场量子态制备与光阱下的超冷原子量子态特性研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2007年
7 郭利平;光晶格中两分量冷原子量子相变的研究[D];山西大学;2009年
8 连进玲;量子多体系统中的相变及其调控[D];山西大学;2013年
9 陈志心;量子模拟多体阻挫模型[D];中国科学技术大学;2012年
10 王鹏军;超冷玻色费米气体的集体原子反冲行为和Feshbach共振[D];山西大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周文慧;基于DMRG算法的一维光晶格中超冷原子气体量子相变的研究[D];中南大学;2012年
2 佘彦超;超冷原子电磁感应透明介质中的光孤子[D];湘潭大学;2010年
3 张伟华;光晶格中超冷玻色—费米混合气体的量子相变[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 喻青萍;超晶格中布洛赫振荡及Wannier stark阶梯的研究[D];杭州师范大学;2011年
5 燕花花;多体相互作用下光晶格中的玻色赫伯德转变[D];新疆大学;2011年
6 薛小丽;耗散对二能级量子系统动力学特性的影响[D];山西大学;2011年
7 肖寒;量子场驱动A型三能级原子的辐射谱[D];华中师范大学;2013年
8 秦帅锋;弱磁场下光学超晶格中自旋-1原子的基态性质[D];河南师范大学;2013年
9 刘圣鑫;一维各向异性XY模型中的纠缠与量子相变[D];曲阜师范大学;2010年
10 梁晋菊;有限温度超流—莫特绝缘体相变[D];山西大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 丰捷;世界顶级科学家研讨超冷原子气体前沿问题[N];光明日报;2008年
2 黄辛;我国量子信息技术取得新进展[N];上海科技报;2008年
3 菌草酸酶解技术发明人 林陆山;砭石的引力光量子场[N];中国现代企业报;2008年
4 本报记者 常丽君;物理学和数学能完整描述真实吗[N];科技日报;2011年
5 刘莹;张在元激情与才情同在[N];科技日报;2005年
6 清欣 校友会;沉痛悼念杰出校友彭桓武院士[N];新清华;2007年
7 王树芬;从理性思维的高度阐释和思考中医学[N];中国中医药报;2004年
8 凌芸;创业者之歌[N];市场报;2000年
9 记者 常丽君;科学家试制新型“激声”放大器[N];科技日报;2010年
10 常丽君;科学家提出观察类时纠缠实验新设想[N];科技日报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978