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拉盖尔-高斯光束与双组分玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用中的非傍轴效应调控
摘要： 我们提出了自旋-轨道耦合聚焦拉盖尔-高斯光束与由87Rb双超精细态组成的双组分玻色-爱因斯坦凝聚体在谐振势阱中的微观相互作用理论。研究表明，拉曼拉比频率在组分间耦合上的分布可识别相分离耦合强度。当原子数分别为10^5和10^6时，在以5.5纳米为单位的约1.25和0.64的特定组分间耦合值下，观测到涡旋光束非傍轴特性导致的边带跃迁显著增强。通过增大光束聚焦角度可提高这些耦合强度的估算精度。我们讨论了验证超冷原子中该非傍轴效应的实验方案。
关键词： 拉盖尔-高斯光束、玻色-爱因斯坦凝聚态、非傍轴效应
更新于2025-09-23 15:22:29
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集中立方非线性支持的环模
摘要： 我们研究了一维环形空间中受限在狭窄区段的Schr?dinger方程，该方程包含自吸引或自排斥性质的立方非线性项。这种构型可在光学系统和玻色-爱因斯坦凝聚体中实现。当非线性系数由δ函数表示时，所有稳态解都能以精确解析形式获得。对于正化学势态，在自排斥和自吸引情况下分别呈现交替能带分布，而负化学势解仅存在于自吸引情形。这些结果为非线性系统中的带隙态精确解提供了可能。通过将δ函数近似为窄高斯函数，采用小扰动本征值数值计算方法研究稳态模的稳定性，并通过受扰演化模拟进行验证。针对正化学势态，我们在最低三个能带中考察稳定性：自吸引情况下每个能带都包含稳定子带，其失稳转变随总模量增加而发生，因此多峰态可能在更高能带保持稳定；自排斥情况下第一能带的单峰基态稳定，而较高两个能带则由弱不稳定的双峰和四峰激发态占据。对于自吸引且负化学势的情形，单峰模呈现不稳定性并转化为持续振荡态。
关键词： 三次非线性、玻色-爱因斯坦凝聚态、稳态、光学、薛定谔方程、稳定性分析
更新于2025-09-23 15:21:01
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具有高分子取向的光子晶体中的极化激元凝聚
摘要： 我们研究了具有垂直于层平面取向偶极矩束缚激子的有机半导体有源介质中，无缺陷二维三角光子晶体的弗伦克尔激子-极化子玻色-爱因斯坦凝聚现象。通过解析该结构的布洛赫光子模式及其与激子组分的强耦合机制，运用激子极化子的Gross-Pitaevskii方程和外部激子库的玻尔兹曼方程，证明在倒易空间光子群速度为零的点会形成凝聚体。进一步研究表明，在非相干泵浦系统中，横向磁偏振光子可在非零动量态实现凝聚，且不同倒易空间点的凝聚阈值受失谐调控而呈现差异。
关键词： 有机半导体、光子晶体、光子学、激子极化激元、玻色-爱因斯坦凝聚态
更新于2025-09-23 15:21:01
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在窄光学跃迁上相干驱动的相互作用玻色子的非线性弛豫
摘要： 我们研究了一种由174Yb原子构成的双组分玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在窄光学跃迁下的相干驱动动力学。该激发过程使BEC转变为具有不同内态和动量量子数的叠加态。随着驱动强度减弱，我们观察到从相干驱动主导的阻尼振荡状态到弛豫主导的非相干状态的转变。这一过程中涉及多种弛豫机制：包含两个激发原子的非弹性损耗导致粒子数呈非指数衰减；BEC有限动量宽度引起的多普勒展宽以及非均匀弹性相互作用，二者均造成相位退相干和振荡阻尼。我们将实验观测与完整包含这些效应的双组分Gross-Pitaevskii（GP）模型进行对比。在低或中等密度下，振荡阻尼主要源于多普勒展宽，此时模型与实验结果高度吻合。而在高密度条件下，相互作用的影响增强，振荡阻尼率也随之提高。GP模型中的阻尼效应较实验观测更为微弱，这可能暗示了平均场描述未能捕捉的多体效应。
关键词： 相干驱动、玻色-爱因斯坦凝聚态、窄光学跃迁、格罗斯-皮塔耶夫斯基模型、弛豫机制
更新于2025-09-23 15:21:01
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自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中的四波混频
摘要： 我们描述了自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中自发简并四波混频（FWM）过程的可能性。此类系统中的相位匹配条件（即能量和动量守恒定律）可识别出四种不同构型——这些构型以特定旋量态的参与为特征，使得该过程得以发生。我们从第一性原理推导出这些条件，并通过直接数值模拟展示了动力学过程。研究发现，其中存在一种独特构型：两束探测波的群速度均小于泵浦波，且通过数值计算证明在适当参数选择下该构型可在实验中观测到。我们还报道了两类不同FWM过程可能同时发生的案例。所述物质波的共振相互作用预计将在含人工规范场的BEC实验中发挥重要作用。FWM过程产生的光束是关联粒子的重要来源，可用于测试原子系综量子特性的实验。
关键词： 四波混频，玻色-爱因斯坦凝聚态，自旋-轨道耦合
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于量子计量的原子孤子纠缠态
摘要： 多粒子最大路径纠缠态（即N00N态）的形成及其在量子计量学中的应用被加以研究。研究表明，在测量线性相移时如何突破标准量子极限并达到海森堡极限。同时还展示了在非线性量子计量学中测量介质参数时如何突破海森堡极限。
关键词： 量子计量学、海森堡极限、玻色-爱因斯坦凝聚态、标准量子极限、N00N态
更新于2025-09-23 15:19:57
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光子模式向原子玻色-爱因斯坦凝聚体转移的几何相位
摘要： 考虑了一种复合物质-场系统中几何相位的生成过程。两个原子模式对应于单个玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的不同局域化状态。其中一个捕获局域化由环形腔的光子模式形成。该光子模式受外部谐波场源、耗散以及由于与光子非共振相互作用而局域化的原子数量所调控。这种相互作用导致BEC与光子模式之间产生纠缠。通过改变外部源的强度和频率，可以为光学模式创建几何相位。由于原子模式与光子模式状态之间的纠缠，后者获得的几何相位会引起BEC状态的改变。这种改变可以通过研究原子局域化之间的隧穿效应来揭示。
关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚态、几何相位、双模近似
更新于2025-09-24 04:32:59
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通过规避狄拉克腰带技巧实现单奇异旋涡的受控生成
摘要： 持续存在的拓扑缺陷与纹理是超流性最引人注目的表现之一。其中最具代表性的案例源于旋转对称群SO(3)产生的奇异涡旋，狄拉克著名的皮带魔术生动展现了其惊人的拓扑特性。尽管研究价值重大，但在完整三维旋量系统中制备并详细研究具有复杂内部结构的涡旋线仍是突出的实验难题。本研究提出并实现了一种可重复、可控的方法——通过铁磁自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体中非奇异自旋纹理的衰变过程，来创建并检测奇异SO(3)线涡旋。实验明确展示了该缺陷的SO(3)特性及独特旋量属性。虽然涡旋具有奇异性，但其核心区域填充了拓扑性质迥异的极性磁相原子。由此形成的稳定相干拓扑界面，在凝聚态物质到宇宙学及弦理论等诸多体系中都具有类比性。
关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚态、旋量系统、超流性、拓扑缺陷、SO(3)涡旋
更新于2025-09-19 17:13:59
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原子间碰撞影响下双模玻色-爱因斯坦凝聚体中各类纠缠态的产生
摘要： 本文研究了在双模和三模弹性碰撞及模交换碰撞条件下，一对隧穿耦合的双模玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）产生的若干新型纠缠态。该体系的哈密顿量结构复杂，但通过双模位移算符可幸运地转化为简明形式。在引入时间演化态的一般形式后，我们生成了多类纠缠态。具体研究了不同阶次隧穿强度对生成纠缠态的影响，根据隧穿强度常数参数，产生了二体、三体和四体纠缠态——这些态均为宏观数量BEC原子的叠加态。值得注意的是，三粒子碰撞会显著改变生成的纠缠态特性，特定情况下甚至导致非纠缠态的产生。研究还表明，通过调控隧穿与碰撞相互作用可制备原子纠缠相干态（准贝尔态）。此外发现，二体纠缠态的纠缠度可通过BEC原子数目进行调节，即增大系统双模中的原子数量时，相应的并发度会趋近最大值。
关键词： 原子间碰撞，玻色-爱因斯坦凝聚态，纠缠度，纠缠态
更新于2025-09-16 10:30:52
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自旋-轨道耦合自旋1凝聚体中矢量孤子的相分离
摘要： 我们研究了准一维自旋-轨道耦合超精细自旋F=1铁磁玻色-爱因斯坦凝聚体中，当自旋-轨道(SO)耦合强度px(cid:2)z超过临界值时三组分亮矢量孤子的相分离现象（其中px为线动量，(cid:2)z为自旋-1矩阵的z分量）。研究表明该亮矢量孤子具有可移动性和动态稳定性。发现两个此类矢量孤子在任意速度下的碰撞都是弹性的，且各矢量孤子的密度守恒。在极小间距和极低碰撞速度下，两碰撞矢量孤子会相互排斥并原速反弹，始终不发生实际接触。这种由SO耦合产生的排斥效应是导致大强度SO耦合下矢量孤子相分离的原因。研究发现碰撞动力学完全不受碰撞孤子相对相位的影响。然而在无SO耦合情况下，极低速度时两碰撞矢量孤子会相互吸引形成矢量孤子分子，其碰撞动力学与标量孤子类似，对相对相位敏感。本研究通过数值求解和解析变分近似方法对相应的平均场Gross-Pitaevskii方程进行了分析。
关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚态、自旋轨道耦合、碰撞动力学、矢量孤子、相分离
更新于2025-09-16 10:30:52