辛算法在强场原子非次序双电离和Bose-Einstein凝聚理论研究中的应用

批准号:
11271158
项目类别:
面上项目
资助金额:
50.0 万元
负责人:
刘学深
依托单位:
学科分类:
A0504.微分方程数值解
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
王元生、夏昌龙、冀慎统、葛鑫磊、颜培根、袁美玲
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中文摘要
辛算法是保持哈密顿系统辛结构的差分方法,已广泛地应用于许多学科领域。本项目我们研究量子系统的辛算法及其在强场多电子原子的非次序双电离和Bose-Einstein凝聚理论研究中的应用,具体内容包括:构造适用于量子系统的高精度及保持轨道稳定性的辛格式,并应用经典理论方法或耦合干涉态(CCS)方法,研究不同波长下多电子原子的非次序双电离以及椭圆偏振激光作用下Mg原子的非次序双电离机制;构造求解二维双势阱中耦合的二维Gross-Pitaevskii方程组的高阶保酉积守恒的分裂算符傅立叶变换方法,研究玻色-费米混合气体的自发对称破缺及其动力学过程;构造求解非线性哈密顿正则方程组的高阶辛Runge-Kutta格式,研究双模近似下双势阱中的玻色-费米和费米-费米混合气体的隧穿动力学;应用辛算法计算,建立合适的相空间,研究非线性Schr?dinger方程的动力学性质和时空混沌。
英文摘要
The symplectic algorithm, which has been widely used in many fields of science, is a kind of difference method that can preserve the symplectic structure of the Hamiltonian system. In this project, we will investigate the symplectic algorithm of quantum system and its applications in the study of the nonsequential double ionization and the Bose-Einstein condensate. The details are as follows: We will construct the trajectory-stability-preserving and high-accuracy symplectic scheme tailored to the quantum system, and investigate the nonsequential double ionization of polyelectron atom with different wavelength and nonsequential double ionization mechanism of magnesium atom with elliptically polarized laser pulse by using classical ensemble method or coupled coherent-state (CCS) approach. We will construct the unitary-product-preserving and the high-order splitting-operator-FFT method for solving the coupled two-dimensional Gross-Pitaevskii equation in a double-well potential, and investigate the spontaneous symmetry breaking and the dynamic properties of Bose-Fermi mixtures. We will investigate the tunneling dynamics of Bose-Fermi and Fermi-Fermi mixtures in a double-well potential by using high-order symplectic Runge-Kutta method under the two-mode model. We will investigate the dynamic properties and chaos of nonlinear Schr?dinger equation by using symplectic algorithm based on the appropriate phase space.
本项目将经典哈密顿系统的辛算法应用于玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)理论研究和强场多电子原子的非次序双电离的经典理论计算。采用辛算法计算和差分方法数值求解了描述玻色-爱因斯坦凝聚的Gross-Pitaevskii(GP)方程,研究了三势阱中F=1自旋BEC的对称破缺和隧穿动力学、参数相空间中的不同区域的新颖的对称和不对称基态的几率密度分布、不对称三势阱中三组分的基态几率密度分布图中不同区域中的隧穿动力学;研究了双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中的环状暗孤子、分析了双组分凝聚体的粒子数不同和种间相互作用对双组分中凝聚体呈现出不同的行为的影响;研究了Spin-1玻色-爱因斯坦凝聚体的孤子、两团独立玻色-爱因斯坦凝聚的相干效应;采用辛算法计算研究了立方五次方非线性Schrödinger方程动力学,观察到了不同非线性参数下的椭圆轨道、同宿轨道、准周期轨道和随机运动,讨论了谐波调制初始条件的方程性质;采用经典理论方法和辛算法计算,研究了椭圆偏振激光场中镁原子的非次序双电离以及少周期圆偏振激光场中不同时间延迟对Mg原子非次序双电离的影响;应用经典理论方法和辛算法计算,研究了圆偏振激光场作用下具有特定角动量的Ar原子的强场双电离对初始系综的敏感性以及少周期激光作用下双电离的载波包络相位(CEP)效应,通过调节CEP,实现不同电离通道的调控机制;应用经典理论方法和辛算法计算,研究了多原子分子(CS2)在强激光场作用下的非次序双电离,并与实验结果进行了对比分析;通过求解激光与原子分子相互作用的含时Schrödinger方程,研究了强激光原子分子高次谐波中量子路径控制、强场分子高次谐波的空间分布以及强场原子分子高次谐波的增强的若干优选方案。本项目将辛几何算法与计算物理紧密结合,即有算法的创新,又有算法在玻色-爱因斯坦凝聚理论研究和强场电离中的应用。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.physleta.2013.12.022
发表时间:2014-01
期刊:Physics Letters A
影响因子:2.6
作者:Shen-Tong Ji;Xue-shen Liu
通讯作者:Shen-Tong Ji;Xue-shen Liu
Isolated attosecond pulse generation in a 800nm laser field by adding a terahertz pulse
通过添加太赫兹脉冲在 800nm 激光场中产生隔离阿秒脉冲
DOI:--
发表时间:2016
期刊:J. At. Mol. Sci.
影响因子:--
作者:Yun-Tao Lin;Hui-Ying Zhong;Jing Guo;Xue-Shen Liu
通讯作者:Xue-Shen Liu
DOI:10.1016/j.optcom.2015.12.044
发表时间:2016-05
期刊:Optics Communications
影响因子:2.4
作者:Jun Zhang;Hui-Ni Du;Hai-Feng Liu;Jing Guo;Xue-Shen Liu
通讯作者:Jun Zhang;Hui-Ni Du;Hai-Feng Liu;Jing Guo;Xue-Shen Liu
Controlling the contributions to high-order harmonic generation from different nuclei of N-2 with an orthogonally polarized two-color laser field
用正交偏振双色激光场控制 N-2 不同核对高次谐波产生的贡献
DOI:10.1088/1674-1056/25/9/093202
发表时间:2016-07
期刊:Chinese Physics B
影响因子:1.7
作者:Du Hui;Pan Xue-Fei;Liu Hai-Feng;Zhang Hong-Dan;Zhang Jun;Guo Jing;Liu Xue-Shen
通讯作者:Liu Xue-Shen
High-order harmonics and isolated-attosecond pulse generation of three-dimensional H atom by UV-assisted chirped fields
紫外辅助啁啾场产生三维氢原子的高次谐波和孤立阿秒脉冲
DOI:--
发表时间:2016
期刊:J. At. Mol. Sci.
影响因子:--
作者:Hui Du;Yan Shi;Xu-Ri Huang;Xue-Shen Liu
通讯作者:Xue-Shen Liu
双色圆偏振激光作用下光电离中的电子涡旋研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62万元
- 批准年份:2020
- 负责人:刘学深
- 依托单位:
强激光场中的原子分子电离及分子高次谐波的理论研究
- 批准号:61575077
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:刘学深
- 依托单位:
中红外波长条件下的阿秒动力学研究
- 批准号:11174108
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:56.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:刘学深
- 依托单位:
强激光与多电子原子的相互作用研究
- 批准号:10974068
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:29.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:刘学深
- 依托单位:
量子系统的辛算法及其在量子物理中的应用
- 批准号:10574057
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:28.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:刘学深
- 依托单位:
国内基金
海外基金
