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自旋轨道耦合偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的孤子及涡旋动力学研究

批准号:
12075163
项目类别:
面上项目
资助金额:
50.0 万元
负责人:
陈光平
依托单位:
学科分类:
量子物理与量子信息
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈光平

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
自旋轨道耦合和偶极玻色凝聚体的实验实现,丰富了超冷原子系统的调控自由度,也拓展了超冷原子气体作为量子仿真和模拟平台的研究视野,为探索孤子及涡旋动力学开辟了新途径。本项目紧密结合国内外冷原子物理最新研究进展,通过李群方法、达布变换法、含时变分法等解析方法,并配合数值模拟,深入探讨自旋轨道耦合、偶极-偶极相互作用以及外势等可调控参数对玻色-爱因斯坦凝聚体中的孤子及涡旋动力学性质的影响。主要内容包括孤子和涡旋存在的参数区间、稳定性、动力学演化及碰撞,具有周期性调制自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体动力学研究,自旋轨道耦合高自旋玻色-爱因斯坦凝聚体的孤子动力学等。描绘孤子在自旋轨道耦合、偶极-偶极相互作用下呈现出的新奇动力学规律,阐明内外自由度对系统动力学的影响机制,实现对系统动力学的精确量子调控;研究结果将与已知实验相对照,解释实验,为新的实验提供理论依据。
英文摘要
The experimental realizations of spin-orbit coupling and dipolar Bose condensates have enriched the degrees of freedom in ultracold atomic system, broaden the research visual field of ultracold atomic gas as the platform of quantum simulation, and offered us a new avenue to explore the dynamics of soliton and vortex. In this project, combing with the latest research progress of cold atomic physics at home and abroad closely, we will research the effects of adjustable parameters, such as spin orbit coupling, dipole-dipole interaction and external potential, on the dynamics of soliton and vortex in Bose-Einstein condensates by analytical methods including Lie group method, Darboux transformation method, Time-dependent variational method, combining with numerical simulation. The main contents include the parameter range, stability, dynamical evolution and collision of solitons and vortices, the dynamics of Bose Einstein condensate with periodic modulation spin-orbit coupling, the dynamics of soliton in spin-orbit-coupled high spin Bose Einstein condensates,and so on. Moreover, we will describe the novel dynamics of solitons on the affection of spin-orbit coupling and dipole-dipole interaction, expound the influence mechanism of internal and external degrees of freedom on system dynamics, and realize the precise quantum control of system dynamics. The research results will be compared with known experiments, to explain experiments and provide theoretical basis for new experiments.
自旋轨道耦合和偶极玻色凝聚体的实验实现,不仅丰富了超冷原子系统的调控自由度,也拓展了超冷原子气体作为量子仿真和模拟平台的研究视野。本项目围绕自旋轨道耦合偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的孤子及涡旋动力学展开了多方面的探索研究,取得了以下主要研究成果:(1)系统研究了梯度磁场对SU (3) 自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体的影响,发现梯度磁场可改变系统基态结构,将改变系统密度分布以及涡旋的形状和数量;(2)探明了非局域里德伯相互作用对自旋轨道耦合玻色气体的影响,有望推动超冷原子系统中非局域里德堡相互作用和超固相现象的研究;(3)研究了共心双环形势阱中自旋轨道耦合玻色爱因斯坦凝聚体中的长程里德堡相互作用,发现长程相互作用不仅可以改变基态的密度和相位分布,还可诱导并调控超固相。(4)研究了自旋张量-动量耦合玻色-爱因斯坦凝聚中平面波态的动力学性质。发现体系随时间演化将展现出 周期性振荡行为。(5)探究了多种长程相互作用耦合对玻色-爱因斯坦凝聚体的影响研究。发现长程各向同性和各向异性相互作用之间的相互影响产生了多种基态相。研究成果将加深对自旋轨道耦合偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的孤子及涡旋动力学的深入理解,为将来可能的实验探测提供了理论依据。
自旋轨道耦合偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的孤子及涡旋动力学研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    陈光平
  • 依托单位:
国内基金
海外基金