超冷费米气体在光晶格中的奇异超流相研究

发布时间：2021-04-20 04:50

　　自上世纪初Onnes首次发现超导电性以来,超导的概念不断地被人们提起,并且人们开始在不同体系中观测到超导,从大到如中子星到小到如夸克-胶子等离子系统。1957年巴登（Bardeen）,库珀（Cooper）和史瑞夫（Schrieffer）三人先后提出在临界温度以下,自旋相反（其中一个自旋上而另一个自旋下）以及动量相反的两个费米子,由于存在吸引相互作用而形成质心动量为零的库珀对,该理论成功地从微观角度解释了超导产生的机制。几年后,人们从理论上预测到在低温和强磁场的作用下的超导体中的库珀对质心动量非零,此后人们开始在超导材料中寻找这种奇异超导态存在的证据。然而由于实验技术的限制,目前人们仅在重费米子超导系统以及有机物超导体中间接地观测到该奇异超导态的存在。上世纪末在稀化碱金属原子气中实现玻色爱因斯坦凝聚（BEC）标志着冷原子物理的研究开端,其主要的研究对象为在零温附近的碱金属和碱土金属原子。经过近十几年的发展,超冷原子气体已经成为在量子模拟方面最具有前景的物理平台之一,主要表现在:冷原子系统中的Feshbach共振技术的提出和实现,使得原子之间的相互作用人为可调,从而人们能够在超冷原子气体中... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：111 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 简介
    1.1 Feshbash共振
    1.2 自旋轨道耦合
    1.3 论文结构
第2章 光晶格中的冷原子气体
    2.1 光晶格势
    2.2 周期晶格中的无相互作用原子
    2.3 瓦尼尔函数
    2.4 哈伯德模型
    2.5 本章小结
第3章 费米气体超流以及BCS理论
    3.1 多体系统在相干态表象下的配分函数
    3.2 BCS配对理论
    3.3 BCS能隙方程和粒子数方程
    3.4 有限温下二维超流系统的BKT相变
    3.5 本章小结
第4章 光晶格中无自旋费米气体的Fulde-Ferrell超流相
    4.1 FFLO超流相
    4.2 光晶格中的无自旋费米子（Spinless Fermion）模型
        4.2.1 模型及哈密顿量
        4.2.2 相图
    4.3 拓扑相变
        4.3.1 Berry相位
        4.3.2 Berry曲率
        4.3.3 陈数（Chern number）
        4.3.4 基于对称性的拓扑分类
        4.3.5 光晶格中无自旋费米冷原子的拓扑相变
    4.4 Fulde-Ferrell超流相的稳定性
        4.4.1 零温下的热力学势
        4.4.2 有限温下的BKT相变
    4.5 Fulde-Ferrell超流相的实验测量
    4.6 实验构造方案
    4.7 本章小结
第5章 双层光晶格中费米冷原子气的配对密度波态
    5.1 模型及哈密顿量
    5.2 相图及配对机制
    5.3 系统的拓扑性质
    5.4 三层光晶格系统
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果



本文编号：3149009