微腔中光与简并费米气体的多体效应及量子相变

发布时间：2023-04-22 12:32

　　随着稀薄原子气态的玻色爱因斯坦凝聚在实验上的成功制备,超冷原子体系已经成为物理学研究的一个热门方向,并且为探索量子多体效应提供了一个新的平台。近几年来,基于实验技术的不断进步,人们在超冷原子体系中观察到了Feshbach共振、自旋轨道耦合现象以及实现了光学晶格的构造等。其中,纯净可控的光晶格中冷原子技术已经成为模拟多体物理的重要手段之一。然而,目前关于该系统实验方面的研究都是基于原子间的短程相互作用,为了研究长程相互作用诱导的新奇多体现象,人们基于腔量子电动力学系统提出了把超冷原子系综耦合到高精度的光学微腔中的方案,从而实现了以腔场光子为媒介的原子间的无限长程相互作用,该长程相互作用与原子间的距离无关,只依赖于原子与腔场的耦合强度。另一方面,微腔—超冷原子耦合系统会诱导出许多新奇的集体动力学特性。值得注意的是,人们于2007年首次把玻色爱因斯坦凝聚制备到高精度的光学微腔中,于2010年观测到了超辐射量子相变,于2016年在微腔—超冷原子耦合系统中观测到了由无限长程和短程相互作用之间的相互竞争产生的丰富的量子相。随着微腔—超冷原子耦合系统实验的进展,越来越多不同领域内的理论研究者们开始关...

【文章页数】：115 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 简并费米气体的基本理论
        1.1.1 简并费米气体
        1.1.2 BCS理论
    1.2 光束缚势
        1.2.1 静态光晶格势
        1.2.2 周期驱动的光晶格势
    1.3 微腔—冷原子系统
        1.3.1 理论描述
        1.3.2 实验进展
    1.4 论文结构安排
    参考文献
第二章 光学腔中二维极化简并费米气体的量子混合相
    2.1 背景介绍
    2.2 费米—狄拉克模型
    2.3 系统的基态
    2.4 超辐射特性和相图
    2.5 讨论
    2.6 总结
    参考文献
第三章 光学微腔中相互作用简并费米气体的超辐射—超流混合相
    3.1 背景介绍
    3.2 模型和哈密顿量
    3.3 系统的超辐射特性和超流特性
    3.4 结果分析
        3.4.1 总结情况(Ⅰ)和(Ⅱ)的基态特性
        3.4.2 总结情况(Ⅰ)、(Ⅲ)和(Ⅳ)的基态特性
    3.5 讨论与总结
    参考文献
第四章 光学腔中一维简并费米气体的磁性转变
    4.1 背景介绍
    4.2 模型和哈密顿量
    4.3 超辐射特性
    4.4 系统的磁性关联
        4.4.1 蓝失谐的情况
        4.4.2 红失谐的情况
        4.4.3 稳态相图
    4.5 总结
    参考文献
第五章 周期振荡动力学光晶格中的拓扑特性
    5.1 背景介绍
    5.2 模型和哈密顿量
    5.3 拓扑超辐射相
        5.3.1 最近邻和次近邻(次次近邻)跃迁
        5.3.2 次近邻和次次近邻跃迁
    5.4 参数估计和拓扑超辐射相的实验探测
    5.5 讨论与总结
    参考文献
第六章 总结与展望
攻读学位期间完成的学术论文
致谢
个人简况及联系方式



本文编号：3797648