一维光晶格中BEC的相位涨落研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院) | 被引量 : 0次 | 上传用户:qncypt
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玻色爱因斯坦凝聚体(BEC)作为一种宏观物质波,已经被广泛地应用于凝聚态物理、原子分子物理、非线性光学、量子光学以及量子信息等领域。而光晶格与超冷玻色气体的结合给冷原子研究领域带来更加丰富的量子现象,同时光晶格为研究低维度的超冷玻色气体提供了一种独特手段。近年来,光晶格中的超冷玻色气体的相位涨落和量子相变是超冷原子领域的研究热点之一。本文主要介绍了新的BEC实验系统的磁场输运线圈设计;研究了凝聚体从一维光晶格中释放后的演化,并利用数值模拟与实验干涉条纹对比的方法测量相位涨落;提出了利用原子密度分布的傅里叶变换谱的方法测量相位涨落,并在实验上测量凝聚体在不同阱深光晶格中的相位涨落。主要内容概述如下:1.设计并模拟了改进实验系统所需的原子输运磁场线圈,利用互相重叠的线圈产生磁场将冷原子从磁光阱转移到超高真空实验腔。首先,我们研究了磁场转移原子的机制和方法。然后,根据转移冷原子的需要,设计磁场线圈参数,数值模拟线圈产生的磁场。最后,通过数值模拟确定在一定磁场纵横比和梯度情况下所需要的电流。2.’利用数值模拟与实验干涉条纹的对比度测量一维光晶格中凝聚体的相位涨落。实验上利用吸收成像法获得原子云从光晶格中释放后的干涉图样;利用理论模型数值模拟了光晶格释放后的原子云演化,得到不同阱深不同相位涨落情况下的密度分布;利用干涉图样的对比度将实验结果和数值模拟联系起来,通过对比得到不同光晶格阱深情况下凝聚体的相位涨落。3.利用干涉图样的傅里叶变换谱测量凝聚体在光晶格中的相位涨落。理论上提出从干涉图样的傅里叶谱提取相位涨落信息的方法,对实验取得的数据做傅里叶变换,通过傅里叶谱提取相位涨落信息。最后求得不同光晶格阱深情况下凝聚体的相位涨落。该方法与对比度提取相位涨落的方法相比,这种方法不依赖于干涉峰的存在或清晰与否,对光晶格势阱深度更大的情况依然有效。
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