一种有纠缠玻色—爱因斯坦凝聚体系的特性研究

【摘要】本文针对一种有纠缠玻色-爱因斯坦凝聚的体系,进行了相关特性的研究。这种体系是由两种原子—每种原子又有两种赝自旋,组成的超冷原子凝聚体。不同于一般二分量(多分量)体系的是,这种系统内存在着两种原子间的自旋交换。正是这种自旋交换作用,导致该系统有着不同于一般凝聚体系的许多特性,如很大序参量范围内纠缠的存在、极化特性等。本文前面三章简要介绍了与我们工作有关的理论和实验工作。第四章我们研究了该种纠缠体系的极化特性。首先是将体系的哈密顿量在一定的参数条件下简化为可以解析求解的形式。我们求出了简化哈密顿量在各个参数下的所有基态。这些基态中的很大一部分具有“极化”凝聚的特征,可以称之为“极化的有纠缠的凝聚态”,其特征就是除了种间粒子对的单态凝聚之外,还存在着没有配对的凝聚原子,它们的自旋被“极化”在同一个方向。我们绘出了各个参数范围内基态分布的相图,从图中可以看出,在好几个边界上,从一个区域越过另一个区域,会发生量子相变。我们求得了所有基态用玻色算符的表达式。针对其中两个典型的极化基态,计算了其纠缠度。我们还得到了决定凝聚波函数的推广的GP方程。可以看出纠缠和极化极大地影响着GP方程,这显示了自旋自由度和空间自由度之间一种有趣的相互作用。第五章我们研究了该纠缠体系在谐振子势阱下的基态的体系分布特性,从推广的GP方程出发,我们用一种数值方法求得了该体系的能量与凝聚原子数之间的关系,画出了原子密度和自旋密度空间分布的轮廓。可以看出原子密度的分布和纠缠参量ge、凝聚原子数N的变化有着较大的关系。这种密度分布和一般二分量的密度分布有着相似之处,也有自己独特的性质,就是纠缠会使四个分量的密度轮廓相互靠近,使得四种粒子共存的空间区域变大。自旋密度分布也很有特点,总自旋和z分量的密度分布在距离很大的时候都趋于零。整体上看,总自旋的密度分布峰值在原点附近,而z分量的密度分布从原点向外经历了由下到上,再到距离比较远时的趋于零的过程。这些直观的图像都为该体系将来在实验上的实现提供了很好的参考。本文的创新点主要有：·注意到了“极化”在一种有纠缠的BEC体系中的出现,这种极化和普通意义上某些物理量的“极化”既有相似之处,又有不同之处。这种极化展现了这种有纠缠BEC的特性。·对描述非均匀稀化的玻色-爱因斯坦凝聚体的波函数方程,即GP方程做了探讨,尤其是对这种有纠缠的BEC体系,从不同的态出发,可以得到不同的GP方程。探讨了如何才能够找到更好地描述体系,又形式简洁的决定波函数的方程的方法。·对这种有纠缠的BEC体系,其GP方程与普通GP方程相比,有干涉项的出现,这就使得求解过程比较复杂。本文利用数值方法得到了比较好的结果,计算了这种凝聚体的原子密度分布,为实验上的实现提供了很好的参考。
【作者】王金龙；
【导师】施郁；
【作者基本信息】复旦大学，理论物理，2011，博士
【关键词】玻色-爱因斯坦凝聚；BEC；纠缠；极化；自旋；

【参考文献】
[1]王欢.当代大学生道德信仰问题研究[D].西安科技大学,思想政治教育,2014,硕士.
[2]吴杰.纤维负载酞菁活化H_2O_2降解染料的研究[D].浙江理工大学,材料学,2013,硕士.
[3]周勇义.微波消解—石墨炉原子吸收分光光度法在中药重金属含量检测中的应用[D].首都师范大学,分析化学,2004,硕士.
[4]李广志,何金光,尹燕.套圈车削椭圆对热处理椭圆变形的影响[J].轴承.1995(05)
[5]姜菡雨,李鑫,姚二岗,赵凤起,徐司雨,郝海霞,罗阳.固体推进剂用高活性纳米(非)金属粉的研究进展[J].化学推进剂与高分子材料,2014,06:58-65.
[6]王雪娇.休闲行为与社会地位展示[D].华侨大学,人文地理学,2013,硕士.
[7]周永高.高新技术产业集聚对区域经济增长的促进作用[D].浙江财经学院,产业经济学,2013,硕士.
[8]王洪亮.供热系统通断时间面积温度调节装置研发[D].内蒙古科技大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[9]宋雪梅.对图式理论在EFL阅读教学中应用的探析[D].山东师范大学,英语语言文学,2003,硕士.
[10]寿新宝.关于我国竞争秩序的法律思考[D].华东政法学院,经济法学,2003,硕士.
[11]侯峻.中小民营企业薪酬管理改进研究[D].安徽大学,工商管理,2013,硕士.
[12]魏登峰.杨米涧青阳岔地区长6储层特征及有利区预测[D].西安石油大学,石油与天然气工程,2011,硕士.
[13]刘雯.《汤普森简易钢琴教程》与《巴斯蒂安幼儿钢琴教程》的比较研究[D].华中师范大学,音乐教育,2012,硕士.
[14]单云冲.THz光栅结构UV-LIGA光刻工艺研究[D].合肥工业大学,仪器科学与技术,2014,硕士.
[15]黄峰,冯金富,张佳强,王燊燊.一种基于树形结构融合的目标跟踪算法[J].控制与决策,2011,11:1735-1739+1744.
[16]高洋.土改小说中地主形象的塑造模式[D].宁波大学,中国现当代文学,2012,硕士.
[17]东莎莎.亲水色谱质谱联用技术在天然产物中的分析方法和应用研究[D].山东师范大学,食品科学,2013,硕士.
[18]杨俊杰.地区经济运行分析预测系统的设计与实现[D].天津大学,软件工程,2013,硕士.
[19]徐西平.应对大学生群体性事件的策略分析[D].江南大学,思想政治教育,2012,硕士.
[20]任倩慧.植物混掺条件下二维土壤水分运移试验及模拟研究[D].兰州理工大学,水利水电工程,2014,硕士.
[21]仲伟珍.MK-801对大鼠杏仁核点燃模型的抑制作用及机制[D].青岛大学,药理学,2003,硕士.
[22]张蕊.鹅SCD1基因的遗传变异及其组织表达规律的研究[D].扬州大学,动物遗传育种与繁殖,2011,硕士.
[23]陈国松.旅游电子商务环境下赴滇旅游者消费行为研究[D].云南财经大学,旅游管理,2013,硕士.
[24]王中杰,谢璐璐.信息物理融合系统研究综述[J].自动化学报,2011,10:1157-1166.
[25]李建波.芍根方安全实用性研究及相关药对配伍的中医药理论探求和药理学作用实验观察[D].河北医科大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[26]王冰,陈学东,王国平.大型低温LNG储罐设计与建造技术的新进展[J].天然气工业,2010,05:108-112+149.
[27]张弛.国产男、女士香烟纸盒包装设计差异[J].艺术教育,2014,07:192.
[28]王君芬.我国区域金融的发展差异及空间效应研究[D].浙江工业大学,2009.
[29]余亮,张亚涛,刘金盾.改性氧化石墨烯/聚醚砜杂化荷正电纳滤膜的制备及表征[J].高等学校化学学报,2014,05:1100-1105.
[30]田玉麒.当代中国公共服务协同供给探析[D].吉林大学,中外政治制度,2014,硕士.
[31]袁高兵,李少香,刘来运.水性无机富锌涂料助剂的筛选及其对涂料性能的影响[J].中国涂料,2014,11:46-49.
[32]贺元凯.多偏移距VSP的动校正与归位叠加[J].石油地球物理勘探,1986,05:558-562.
[33]李迪龙.移动测量系统的多传感器标定技术研究[D].厦门大学,计算机技术,2014,硕士.
[34]木标.某客车车架结构性能分析及优化[D].合肥工业大学,车辆工程,2013,硕士.
[35]刘建华.起重机桁架臂弦腹杆刚度匹配研究[D].大连理工大学,测试计量技术及仪器,2013,硕士.
[36]雷定锋,马文石.石墨烯/聚硅氧烷复合材料的研究进展[J].材料导报,2013,S1:245-248.
[37]钟应鹏.硫系化合物电子突触器件测试方法研究[D].华中科技大学,集成电路工程,2013,硕士.
[38]周滔.县级土地利用总体规划数据库建设与应用研究[D].江西财经大学,土地资源管理,2013,硕士.
[39]方小英.裸碳离子碰撞氦原子单电离全微分截面的理论分析[D].山西师范大学,原子与分子物理,2014,硕士.
[40]叶文锦.技术创新与高技术产业国际竞争力的研究[D].浙江工业大学,2012.
[41]李瑾杨.基于点云数据的冲沟溯源侵蚀过程动态可视化研究与实现[D].西南交通大学,测绘工程,2013,硕士.
[42]赵慧玎.从公共场所的美术走向公共艺术[D].中央美术学院,美术学,2013,硕士.
[43]卢珊.纳米二氧化硅对小鼠胚胎发育影响的研究[D].哈尔滨工业大学,生物学,2013,硕士.
[44]邸继征,殷燕妮,汪雪芬.一类shearlet框架函数的构造[J].浙江工业大学学报,2013,01:116-118.
[45]杨军,张哲,唐跃进,尹项根,张勇刚,蔡磊,李敬东,曹昆南,任安林.高温超导电缆监测与保护装置的研制[J].电力系统自动化,2005,07:101-104.
[46]宋观礼,张润顺,刘保延,王映辉,周雪忠,潘溪水,谢亮.真实世界中医临床诊疗信息数据化实施与质量控制[J].中医杂志,2015,03:198-201.
[47]李全.HLA在信息对抗仿真中时间管理和数据分发管理研究[D].沈阳理工大学,计算机系统结构,2012,硕士.
[48]李卓润.WebGIS分布式系统在矿产预测的应用研究[D].东北师范大学,计算机软件与理论,2012,硕士.
[49]胡争飞.诗歌教学的语感问题探讨[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[50]田仕奇.基于双目立体视觉移动机器人立体匹配方法的研究[D].吉林大学,控制工程,2014,硕士.