量子微腔中玻色爱因斯坦凝聚的动力学分析
【摘要】：近来随着原子光学技术的发展,可以利用超小尺度量子微腔中的电磁场来控制原子的动力学行为。自1985年S.chu小组首次在实验上实现激光冷却原子以来,关于激光冷却原子和囚禁原子的实验研究和理论探讨成为物理学者研究的热点之一.而1995年玻色-爱因斯坦凝聚的实现更是掀起了研究BEC及其应用的新热潮.
保证激光冷却原子的持续稳定是实验中的根本问题,而利用腔体激光冷却原子是实验的常用方法。从理论上分析量子微腔中原子的时间演化,将为人工控制原子行为提供理论依据。
基于此目的本论文建立了单模光场与考虑到质心运动的二能级冷原子相互作用模型并给出了精确的解析解,讨论了能量和动量在光子与二能级冷原子之间的迁移过程,给出Dressed态下能量和动量转移量随时间t变化公式.分析了质心运动的多普勒效应和光子反弹对超冷原子演化动力学的影响.
本论文应用原子与激光场相互作用的量子理论研究了量子微腔中玻色-爱因斯坦凝聚的动力学.本论文建立了量子微腔中激光场与冷原子相互作用模型,并应用在海森堡表象(Heisenberg)求解薛定锷表象中波函数的一般方法分析了量子微腔中两能级玻色子原子与单模腔场及多模腔场相互作用的玻色—爱因斯坦凝聚(BEC)过程的动力学问题。给出了微腔中原子在BEC状态下的波函数;并分析了微腔中决定玻色—爱因斯坦凝聚的稳定性因素及量子跃迁的选择定则。
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