量子调控旋量波色超冷原子气体中的自旋交换和偶极相互作用

囚禁于光阱中的旋量玻色－爱因斯坦凝聚体（BEC），同时具有自旋交换和偶极相互作用，导致其自旋运动可能存在内在的动力学不稳定性，这种动力学不稳定性会导致在铷的旋量BEC中自发地出现自旋畴等空间结构。这种现象一方面影响了人们研究铷的旋量BEC中的偶极相互作用的效应，另一方面也降低了基于铷旋量BEC的微磁场计的测量灵敏度。..本项目首先利用光学Feshbach共振手段，设计周期性的量子调控方案，首次研究了旋量BEC中自旋运动的动力学局域化现象，并利用此现象抑制铷旋量BEC中的动力学不稳定性和自旋畴等空间结构的自发形成，最终增强凝聚体的自旋相干性。其次，我们利用改进的核磁共振中的动态退耦合射频脉冲序列（g-WAHUHA），独立地抑制旋量BEC中的偶极相互作用，从而进一步提高基于铷旋量BEC的微磁场计的灵敏度。最后，通过集成上面的两种量子调控方案，我们可以同时抑制自旋交换和偶极相互作用，最大限度地增强旋量BEC体系的量子相干性。..本项目不仅首次在理论上提出上述量子调控方案，同时在常见实验的条件下，通过大规模的数值模拟，验证了上述方案的可行性。我们的研究成果对于人们从实验上更细致地研究旋量BEC中的自旋相互作用和研发更高灵敏度的微磁场计，在理论上奠定了基础、指出了可行的途径。