超冷异核分子相干产生的绝热条件及量子控制研究.pdf

河南师范大学
硕士学位论文
超冷异核分子相干产生的绝热条件及量子控制研究
姓名:郑发亮
申请学位级别:硕士
专业:原子与分子物理
指导教师:景辉
20090601
摘要量子超化学及超冷分子量子相干调控是原子分子物理及光学中新兴的研究领域之一,在高精密测量,量子信息存储、操控与提取技术等领域有着非常重要的意义。在本论文中,我们主要研究了从双组份冷原子到异核分子的转化过程中的绝热条件,输出同核和异核三原分子物质波的压缩效应以及初态的粒子数不平衡对输出原子和异核分子物质波的纠缠的影响。在第一章中,我们介绍了玻色一爱因斯坦凝聚现象,其实现的技术发展过程,实现条件及基本过程,同时也介绍了国内外的研究现状及最新发展。这些理论和实验为形成冷分子提供了必要的前提条件。然后,我们介绍了产生冷分子两种常用技术即光缔合和磁共振,分别讨论光缔合和磁共振的在产生冷分子的物理机制和冷分子的研究现状。概念和重要实验,如缮媸笛椤U庑└拍詈褪笛槎粤孔庸庋У姆⒄咕哂芯僮闱嶂氐在第三章中,在双组份玻色爱因斯坦凝聚体中,我们利用平均场的近似和相干粒子更加难、产率低,这个结论与实验上的结果是相符合的。对三原异核分子的形成存在着两种不同的反应路径,我们得到了两个不同绝热条件。三原异核分子的产率与考虑碰撞项的结果是一致的。然后,我们分析了非理想因素的作用,包括碰撞项,粒子数不平衡和量子涨落的影响。最后,我们也研究量子相干置换反应的绝热条件,并与线形、二原在第四章中,我们通过绝热近似的方法研究了三原同核和异核分子形成过程的量子压缩效应。由于形成的冷分子存在的时间比较短,我们仅取到粒子变化时间的二阶。通过储备不同态的原子,输出的三原分子物质波具有不同的压缩特性及统计特性。在第五章中,我们提出了原子与异核分子激光模型,主要研究在短时间内粒子数不平衡对原子与异核分子的纠缠的影响,分析了在三种不同的粒子数储备的情况下输出原子与输出分子的纠缠以及它们的统计特性。最后,我们分析了在系统中退相干因素的影在第二章中,作为理论基础,我们介绍了量子光学与冷原子物理学相关的一些基本作用。数布居技术研究形成异核分子的绝热条件。我们发现异核二原分子的形成比同核分子的分子的形成过程的绝热条件作比较。响。‘
在第六章中,我们对本文的主要结果进行了总结,并对以后的研究工作进行了展望。关键词:玻色一爱因斯坦凝聚,磁共振,光缔合,绝热定理,压缩效应
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独创性声明关于论文使用授权的说明本人郑重声明:所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得河南师范大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确本人完全了解河南师范大学有关保留、使用学位论文的规定,即:有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权河南师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ独创性声明和论文使用授权说明的说明并表示了谢意。日期:
第一章绪论玻色一爱因斯坦凝聚:.且恢殖臀孪潞旯哿孔酉啾洌其特点是宏观数量的粒子处于同一量子态。上世纪年代中期,激光冷却和原子捕陷的研究得到长足的进步,几个研究小组提出了冷却的碱金属原子可以形成只有很弱相互作用的T诓欢辖饩鍪迪諦的一系列技术难题后,年碱金属原子的沼被实验实现了,这是笛檠芯渴飞系淖钪匾5慕埂月日,美国科罗拉多大学和国家标准局合办的实验天体物理研究所将碱金属铷蒸气冷却到鄄斓了¨。碌祝菟苟偈蠷笱б桓鲅芯啃∽槭迪至。月,麻省理工学院宣布,在Ⅳ口蒸气中实现了。年自旋极化氢原子气体的脖还察。这使人们对量子简并气体的芯拷肓艘桓鋈碌慕锥巍N4耍坡蘩大学和国家标准局实验天体物理研究所的美国物理学家埃里克·康奈尔、卡尔·维曼和麻省理工学院的德国科学家沃尔夫冈·克特勒获得了年诺贝尔物理学奖。我国科技工作者在芯糠矫嬉踩〉昧丝上驳某删汀V泄蒲г荷虾9饣跤裨菏垦究组、台湾国立中正大学物理系的韩殿君研究组、北京大学电子学系陈徐宗和王义道研究组、山西大学量子光学与量子器件国家重点实验室张靖研究组分别于年隆年隆月、年略谑笛樯鲜迪至拥腂。谑验上的进展,重新引起了物理学家们对芯康墓惴盒巳ぁT谧罱氖改昀铮珺领域一直是物理学中发展最快的一个领域,国内外已有大量的研究文章及实验结果发表。实验上实现了螅芯抗ぷ鞒帕礁龇较蚍⒄埂R环矫媸羌绦晟剖笛榧术,实现稳定连续的物质波相干放大输出,以便开发新的应用领域,