三角光晶格D能带上超冷原子的动力学演化

发布时间：2021-06-07 13:15

　　光晶格中的超冷原子具有良好的相干性,在冷原子物理领域的研究中具有非常重要的作用。将超冷原子装载入光晶格中可以模拟固体物理中的各种量子相变。近年来,超冷原子在光晶格高激发能带中的研究引起了人们广泛的关注,并发现了许多有趣的多体物理现象。比如处于高激发能带的超冷原子在立方晶格中的超固态量子相、三角晶格中的量子条带轨道等。多组分超冷原子可以实现多自旋系统,被广泛应用于自旋独立光晶格和非自旋独立光晶格中,可以用来模拟固体材料中的铁磁态和反铁磁态,研究自旋混合物的量子相及其动力学。多组分超冷原子还可以实现自旋纠缠的干涉仪,对重力的量子效应进行研究。本文的主要工作如下:1.实现了多组分自旋超冷原子。实验中,我们使用非绝热Majorana跃迁的方法将BEC制备到不同的磁子能级上,并可以精确控制不同组分的比例,实现了多自旋凝聚体,为进一步在光晶格中实现多自旋凝聚体模拟量子比特提供了技术基础。2.实现了超冷原子在三角形光晶格中D能带上的快速装载。我们使用了全新的快速装载的方法,在保持极高装载效率的情况下,将超冷原子的装载时间由绝热装载的几十毫秒缩短到了100微秒以内,缩短了至少两个数量级。这种快速、有效... 

【文章来源】：北京大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

玻色（1894-1974）与爱因斯坦（1879-1955）

不同的量子力学相变。在基础科学领域，玻色-爱因斯坦凝聚的出现代表了一种质状态，为实验物理学家进行量子模拟提供了全新的思路。在应用工程领域，玻斯坦凝聚可以应用于精密测量，制造原子钟和原子干涉仪等对时间，长度，重础物理量进行精准测量[9,10]。在新兴产业中，玻色-爱因斯坦凝聚甚至会对集成电的发展带来革命性的影响。光刻激光的波长是制约集成电路产业进一步集成化因素。目前正在使用中的激光波长有限，如果使用原子激光来代替现有的激光，大大提高芯片的集成密度，从而使电子计算机的运行速度更快，性能更强。光晶格 光晶格周期势阱远失谐的的激光会对原子产生 AC 斯塔克效应，通过引起原子的光频移从而形极阱。两束频率相同，偏振方向相同的激光对射可以形成驻波场。在光的驻波由于光强的周期性分布，中性原子在其中会感受到周期性的势场。这种由激光造空间中周期性排布的势阱，被称为光晶格，如图 1.5 所示。

图 1.6 三角形光晶格中超流态-Mott 绝缘态相变美国加州大学伯克利分校的 Stamper-Kurn 实验小组在 2012 年利用 1064nm 的激2nm 的激光（倍频 1064nm 激光产生）组成了双重三角形光晶格，并由此得到 Kagome 光晶格[58]，如图 1.7 所示。在二维 Kagome 光晶格中，改变两束激光相还可以形成一维条形光晶格和缀饰三角形光晶格。


本文编号：3216644