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《吉首大学》 2018年
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周期调制光晶格中单原子的混沌动力学及其调控

陈湘源  
【摘要】:近年来,制备和操作超冷原子气体的实验技术得到了巨大的发展,实验人员已经可以基于超冷原子气体精确的进行量子工程,从而为原子频标、量子操控、量子精密测量、量子纠缠、以及量子器件和量子计算等相关领域的研究提供了新的机遇。周期调制光晶格中的冷原子体系被广泛应用于混沌系统中量子隧穿和量子输运的研究。本文中,我们研究了周期调制一维倾斜光晶格中单原子的混沌动力学及其调控。在强调制强度情形下探讨了混沌对粒子量子输运的影响,发现外场调制方法能有效地操控粒子的量子输运。全文分为四章,具体如下:第一章为绪论,介绍了冷原子物理基础,光晶格及其实验实现,阐述了光晶格中冷原子的混沌动力学理论,并概述了周期调制光晶格中玻色原子的实验和理论进展。第二章,我们研究了单频周期调制一维倾斜光晶格中的单原子混沌动力学及其调控。根据紧束缚近似,给出了周期调制一维倾斜光晶格中单原子的全量子化哈密顿量。利用庞加莱截面数值给出了体系的混沌区域和规则区域。对于共振参数情形,随着调制强度的增加,体系更容易进入高混沌区域;对于相同的调制强度,非共振参数情形时体系更容易处于规则区域。通过研究混沌对体系量子输运的影响发现,对于不同的调制频率ω,粒子在光晶格中可以出现局域化、周期振荡、非局域化现象。只有当调制频率与晶格倾斜度相匹配时,才会发生混沌帮助量子隧穿现象,否则混沌帮助局域化。因此,通过调节外场调制可以有效地操控粒子的量子输运。第三章,我们研究了双频周期调制一维倾斜光晶格中的单原子混沌动力学及其调控。通过数值分析不同调制参数下的庞加莱截面,发现依赖于占比参数和相位,倍频调制既可导致原来处于高混沌区域的相空间中出现规则岛,也可使体系更容易进入高混沌区域。通过对混沌与量子隧穿的关系研究发现双频调制可引起分数共振隧穿。第四章,对本论文的工作进行了总结。
【学位授予单位】:吉首大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O469

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