旋量凝聚体中自旋条纹的自发动力学

发布时间：2020-09-16 19:17

　　 旋量凝聚体的自旋动力学是当前玻色-爱因斯坦领域的研究热点。最近,通过设计各种空间变化的磁场,许多非平庸的自旋条纹(即局域自旋的空间分布是不均匀的)被刻印在旋量凝聚体中。本论文主要研究了当没有任何外部驱动时,在自旋为1的凝聚体中产生的非平庸自旋条纹将会怎样地自发演化。任何一个自旋条纹都对应一个特定波函数,其满足Gross-Pitaevskii方程。可以通过对应波函数的演化来研究自旋条纹的动力学。对于非平庸自旋条纹来说,任何纯的初始自旋态在自发演化的过程中将不可避免的与其它自旋纯态混合。我们首先通过短时分析,证明了非平庸自旋条纹对应的自旋波函数应该由三个纯自旋态线性叠加而成,发现驱动自旋条纹演化的根源正是初始的非平庸自旋条纹本身。然后,通过由三个纯自旋态分别左投影到自旋为1的Gross-Pitaevskii方程上,我们解析地得到了描述非平庸自旋条纹自发演化的完整的流体动力学方程组。另外,受近期实验上实现了平底光学势阱的启发,我们采用变分法研究了弱磁场下囚禁在有限尺寸均匀势阱中的准二维自旋为2旋量凝聚体中极化核自旋涡漩的基态,得到了极化核涡漩的局域自旋的确切分布。有效的自旋-自旋相互作用同时正比于裸自旋相互作用和均匀势阱的半径,因此我们得到的极化核自旋涡漩可以容易地由势阱的半径控制。
【学位单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O469
【部分图文】：

′= 0.001，对应弱的磁场。首先，我们在图4-1中给出了各个超精细态上凝聚原子的密度分布。 =±2与 = ±1上的粒子密度分布分别是相同的，因为关于 ±2与 ±1的方程（4.10）34

的相

旋量凝聚体中自旋条纹的自发动力学长度成正比[77, 78]。对于较大的| ′1|，极化核区域变小，并且大完全磁化的。中我们给出了各种参数 ′1下自旋大小| | | |的精确分布,上述较大的| ′1|，极化核区域变小。在涡漩核外，自旋曲线的中间这些平台的自旋值正是自旋量子数2，对应完全磁化的自旋纹理

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本文编号：2820264