低维超冷原子的量子相变

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摘要:低维超冷原子的量子相变【摘要】：玻色爱因斯坦凝聚(即BEC)是指在达到临界温度时,大量玻色子凝聚到同一个能级。这是由其玻色子所遵从的玻色统计所决定的,同玻色子相对应的费米子气体遵从费米统计,在同一个能级上有且只能有一个费米子占据,这就决定其不能形成BEC。随着实验条件的发展,激光冷却技术和囚禁技术的不断改进,将稀薄气体囚禁并冷却在实验上已经可以实现。简并费米气体和分子BEC就是这些技术的成功应用所取得的巨大进展。两个自旋相反的费米子配对可以形成库珀对,当库存珀对发生凝聚时就会发生BCS超流,这是弱的吸引相互作用,而分子BEC是弱的排斥相互作用。Feshbach共振机制通过调节磁场强度从而改变两组分费米气体间的相互作用,使得BCS超流到BEC的转换成为可能。BCS到BEC转换这一新奇的量子现象引起许多物理学家的兴趣,这一过程相关物理量及量子相变的研究具有很大的挑战性。超冷简并费米气体是许多学科的交叉研究领域,对于基础物理以及新科技发展都有很重大的意义。本学位论文主要是研究了低维超冷原子的量子相变。其中研究结果包括以下几个方面：第一章中我们简单介绍了BEC理论和实验的发展过程,实验技术的不断更新,尤其是囚禁技术和冷却技术的发展。目前实验上都是使用光势阱对费米原子进行囚禁。Feshbach共振机制的原理、发展过程以及对简并费米气体的重大作用。超冷费米气体的发展以及BCS到BEC转换这一过程中物理量的变化以及相变的发生,强关联费米气体的一些实验研究工作也在这一章中进行了介绍。在这一章我们知道BCS到BEC转换这一过程中实验对象的不同,可以有不同的相变现象产生,在

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