基本信息
- 项目名称：
- 一维光晶格中超流Fermi气体基态性质的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文研究了一维光晶格中超流费米气体基态解的性质。在平均场理论框架下，利用超流费米体系中原子间相互作用能与晶格势能相互平衡的条件，得到了一维光晶格中超流费米气体在整个BEC-BCS跨越区的一组基态解，给出了基态的原子数密度空间分布、总原子数和能量、以及能量与光晶格强度之间的关系。进一步对系统从BEC端转变到BCS端时的基态解性质进行了深入分析和对比。
- 详细介绍：
- 本文研究了一维光晶格中超流费米气体基态解的性质。在平均场理论框架下，利用超流费米体系中原子间相互作用能与晶格势能相互平衡的条件，得到了一维光晶格中超流费米气体在整个BEC-BCS跨越区的一组基态解，给出了基态的原子数密度空间分布、总原子数和能量、以及能量与光晶格强度之间的关系。进一步对系统从BEC端转变到BCS端时的基态解性质进行了深入分析和对比。结果表明，一维光晶格中超流费米气体基态分布具有一些特殊的性质，由于费米压力，相比而言超流费米气体在BCS端的基态原子数密度空间分布较为扩展，平均能量明显偏高
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文研究了一维光晶格中超流费米气体的基态解,为进一步深入研究超流费米气体性质奠定了坚实的基础。 本文基本思路是利用平衡条件，即原子之间的相互作用能与晶格势能之和为常数，得到了系统的基态解。求出了系统的化学势与系统基态对应的原子数分布，总原子数和能量，并对BEC体系中和超流费米体系的基态解性质进行了深入分析和比较。
科学性、先进性及独特之处
- 有关研究发现当系统从分子BEC一侧过渡到BCS一侧时，超流费米气体在光晶格中的输运性质完全不同。然而，目前关于这些理论问题的研究才刚刚起步，而本文得到了强关联一维光晶格中超流费米气体在整个BEC-BCS跨越区的一组精确基态解，给出了基态的原子数密度空间分布、总原子数和能量、以及能量与光晶格强度之间的关系。这也是本论文的创新之处。该论文已在SCI收录期刊《物理学报》上发表。
应用价值和现实意义
- 本文通过对所构造的基态解的研究，对进一步从深层次理解超流费米气体基态性质具有重要意义。
学术论文摘要
- 本文研究了一维光晶格中超流费米气体基态解的性质。在平均场理论框架下，利用超流费米体系中原子间相互作用能与晶格势能相互平衡的条件，得到了一维光晶格中超流费米气体在整个BEC-BCS跨越区的一组基态解，给出了基态的原子数密度空间分布、总原子数和能量、以及能量与光晶格强度之间的关系。进一步对系统从BEC端转变到BCS端时的基态解性质进行了深入分析和对比。结果表明，一维光晶格中超流费米气体基态分布具有一些特殊的性质，由于费米压力，相比而言超流费米气体在BCS端的基态原子数密度空间分布较为扩展，平均能量明显偏高
获奖情况
- 该论文已在SCI收录期刊《物理学报》上发表。 该论文曾在2010年西北师范大学第八届“挑战杯”大学生课外科技作品竞赛中获得特等奖。
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] Greiner M,Regal 2003 Nature 426 537 [2] Regal C A 2004 Phys. Rev. Lett. 92 040403 [3] Hai W, Lu G, Zhong H 2009 Phys, Rev. A 79 053610 [4] Xue J K, Zhang A X 2008 Phys, Rev, Lett. 101 180401 Zhang A X, Xue J K 2009 Phys,Rev. A80 043617 [5] Hai W, Li Y, Xia B, Luo X 2005 Euro. phys. Lett. 71 28 [6] Chen H J, Xue J K 2008 Acta Phys. Sin. 57 3962(in chinese) [陈海军、薛具奎 2008 物理学报 57 3962]
同类课题研究水平概述
- 超流费米气体的实现,使超流费米气体在外场中基本性质的研究发展成为超冷原子领域的一个前沿课题。特别关于光晶格中超流费米气体动力学特性的研究更是人们关注的焦点之一。其中一个重要的原因就是，在如此理想的周期系统中，实验室利用费施巴赫（Feshbach）共振技术通过调节磁场强度可以完全对像光晶格特性（如晶格周期和度）、原子间相互作用等重要物理参数进行控制和调节。利用这一优势，科学家们可以在光晶格中随心所欲的实现费米原子库珀对凝聚体（BCS）和分子BEC之间的可控转变，为整个BEC-BCS跨越区的研究提供了极大地便利。近年来，理论方面对光晶格中BCS—BEC渡越区的一些性质，诸如布洛赫振荡、超流—绝缘相变、集体激发等做了大量的研究,发现当系统从分子BEC一侧过渡到BCS一侧时，超流费米气体在光晶格中的输运性质完全不同。然而，目前关于这些理论问题的研究才刚刚起步，特别对光晶格中超流费米气体的输运性质在分子BEC超流体和BCS超流体的差异，还有待于进一步深入研究。 为此，本文研究了一维光晶格中超流费米气体的基态解性质。利用原子间相互作用能与晶格势能相互平衡条件，得到了一组基态解，给出了超流费米气体从分子BEC超流体到BCS超流体的基态原子数密度空间分布、能量以及能量和晶格强度的关系。结果表明，超流费米体系和BEC体系中基态原子数密度空间分布和平均能量都存在着很大的差异。
