课题基金 / 基金详情

激光辅助冷原子系统及腔与冷原子耦合体系的量子模拟

批准号:
11875195
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
孙青
依托单位:
学科分类:
量子物理与量子信息
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡洁、袁瑞玚、尹洪浩、谢天扬、白伊秀、夏圆圆、杨齐娟、金敬敬

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
在本项目中,我们将围绕最近发展的激光辅助冷原子系统及原子腔耦合体系的平衡和非平衡多体问题的量子模拟展开研究。一方面,激光辅助原子隧穿的方法通过对原子隧穿过程进行缀饰来改变单粒子态,可以有效的实现人造规范场和自旋轨道耦合。由于避免了共振过程产生的加热效应,在这个系统中模拟多体自旋轨道耦合效应变得很有前景。我们将系统研究激光辅助费米气体的有限动量超流和杂质问题以及激光辅助偶极气体和多分量玻色气体的基态和激发态性质等。另一方面,由于腔的内秉耗散和良好的操控性,腔与冷原子耦合体系提供了一个模拟量子非平衡物理的理想平台。我们将以无序体系的动力学超辐射转变、拉曼耦合玻色爱因斯坦凝聚体的腔光力学和腔支持的动力学规范耦合等重要的非平衡现象为例进行研究。本项目的研究成果将有助于加深对激光辅助冷原子系统中自旋轨道耦合物理和原子腔系统中耗散驱动的非平衡物理的理解,对于冷原子量子模拟和调控具有重要的科学意义。
英文摘要
In this program, we focus on the quantum simulations on the equilibrium and non-equilibrium many-body problems in the newly-developed laser-assisted cold atoms and atom-cavity systems. On one hand, the laser-assisted atomic tunneling can change the single particle state via dressing the tunneling process, effectively inducing the synthetic gauge field and spin-orbit coupling (SOC). Due to the avoiding of heating brought by the resonant processes, it is very promising to simulate the many-body SOC effects in this system. As examples, we would systematically investigate the finite-momentum superfluidity and impurity problems in the laser-assisted Fermi gases and the unique properties of the ground states and excitations in the laser-assisted dipolar and multi-component Bose gases. On the other hand, the intrinsic dissipation and the well-controlled tunability of the optical cavity make the hybrid atom-cavity system be an ideal platform to simulate quantum non-equilibrium physics. We would take the dynamical superradiance transition of a disorder system, the optomechanics of a Raman-coupled Bose-Einstein condensate, and the cavity-assisted dynamical gauge field as examples to show the important non-equilibrium phenomena emerging in this system. These researches would be beneficial for the deep understanding of the SOC physics in the laser-assisted cold atoms and the dissipation-driven non-equilibrium physics in the atom-cavity systems, and significantly advance the quantum simulations and manipulations with cold atoms.
近年来,激光辅助的冷原子自旋轨道耦合和动力学自组织转变的实现为平衡和非平衡多体问题的量子模拟提供了新的机遇。在本项目中,我们围绕激光辅助的冷原子系统和腔与冷原子耦合系统中的量子多体问题展开研究,在自旋轨道(角动量)耦合的费米超流、无序玻色爱因斯坦凝聚体和超流费米气体的动力学超辐射等方面取得了有代表性的研究成果。具体来说:(1)我们发现了原子玻色爱因斯坦凝聚体的无序势超辐射增强效应,揭示了局域化态诱导的超辐射不稳定性;(2)我们预言了自旋-轨道角动量耦合吸引费米气体中由有限角动量配对机制产生的具有分立旋转对称性的奇异涡旋态;(3)我们发现激光辅助的双层系统中,赝自旋轨道耦合诱导的破缺连续平移对称的有限动量Larkin-Ovchinnikov超流。此外,我们还在一维自旋轨道耦合费米气体杂质问题、光晶格中p轨道费米气体的拓扑物态和费米气体超辐射等方面做出了原创性研究成果。这些结果有助于加深对激光辅助冷原子系统中自旋轨道耦合物理和原子腔系统中耗散驱动的非平衡物理的理解,对于冷原子量子模拟和调控具有重要的科学意义。
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
Localization Driven Superradiant Instability
局域化驱动的超辐射不稳定性
DOI: 10.1103/physrevlett.124.113601
发表时间: 2020
期刊: Phys. Rev. Lett.
影响因子: --
作者: [Honghao Yin, Jie Hu, An-Chun Ji, G. Juzeliunas, Xiong-Jun Liu, Qing Sun]
通讯作者: Qing Sun
Polaron and molecular states of a spin-orbit coupled impurity in a spinless Fermi sea
无自旋费米海中自旋轨道耦合杂质的极化子和分子态
DOI: 10.1088/1674-1056/ac1b85
发表时间: 2021
期刊: Chinese Physics. B
影响因子: --
作者: [Yin Honghao, Xie Tianyang, Ji Anchun, Sun Qing]
通讯作者: Sun Qing
Dicke superradiance of a two-component Fermi gas coupled to a quantized light field
与量子化光场耦合的双组分费米气体的迪克超辐射
DOI: 10.1103/physreva.104.053313
发表时间: 2021-11
期刊: PHYSICAL REVIEW A
影响因子: 2.9
作者: [Yang Ming-Yue, Yin Hong-Hao, Wen Lin, Ji An-Chun, Sun Qing]
通讯作者: Sun Qing
Exotic Vortex States with Discrete Rotational Symmetry in Atomic Fermi Gases with Spin-Orbital--Angular-Momentum Coupling
具有自旋轨道-角动量耦合的原子费米气体中具有离散旋转对称性的奇异涡旋态
DOI: 10.1103/physrevlett.126.193401
发表时间: 2021
期刊: Physical Review Letters
影响因子: 8.6
作者: [Wang Liang-Liang, Ji An-Chun, Sun Qing, Li Jian]
通讯作者: Li Jian
7
    玻色-费米混合超流中的涡旋和涡旋格子态研究
    • 批准号:
      12375017
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      52万元
    • 批准年份:
      2023
    • 负责人:
      孙青
    • 依托单位:
    原子腔系统中的新奇量子态
    • 批准号:
      11404225
    • 项目类别:
      青年科学基金项目
    • 资助金额:
      24.0万元
    • 批准年份:
      2014
    • 负责人:
      孙青
    • 依托单位:
    原子腔系统中的量子多体现象研究
    • 批准号:
      11347197
    • 项目类别:
      专项基金项目
    • 资助金额:
      5.0万元
    • 批准年份:
      2013
    • 负责人:
      孙青
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金