6 Li- 41 K原子相互作用的实验研究与光晶格技术的发展
发布时间：2023-05-09 22:31
本论文主要讲述了我博士期间主要参与的基于超冷6Li-41K原子的四个实验研究工作。论文一开始首先先从Feshbach共振附近的超冷原子和光晶格中的超冷原子两个方面,简单介绍了超冷原子实验是如何发展成为当今研究强关联多体系统的理想平台。紧接着,本人在论文的第二章中简单介绍了玻色气体和费米气体的基本性质、强相互作用费米气体膨胀动力学和Feshbach共振技术;在第三章中主要分别介绍了光阱与光晶格的基本概念、光晶格中的能带理论和费米哈伯德模型。从第四章开始进入超冷原子实验的介绍。首先简单介绍了我们超冷6Li-41K实验平台。随后详细介绍了本人主要参与的四个实验工作。第一个工作是简并玻色气体在d波势形共振附近的研究。我们利用非弹性原子损失谱观测到了 41K玻色气体d波共振的三劈裂结构,同时利用磁场共振调制的方法测量了 d波分子的束缚能,与多通道量子亏损理论的计算结果一致,直接证明了我们观测到了一个可调谐的宽的d波势形共振。通过测量发现,原子团在共振附近的寿命比多体的典型平衡时间要长得多。通过对磁场扫描穿越共振点后激发的呼吸模振荡的测量和分析,间接证明了在磁场扫描过程中产生了一种低温原子-分子混...
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 Feshbach共振附近的超冷原子
1.2 光晶格中的超冷原子
1.3 论文结构
第2章 超冷原子的基本概念和基础理论
2.1 玻色气体和费米气体的基本性质
2.1.1 无相互作用热原子气体密度分布
2.1.2 玻色-爱因斯坦凝聚体
2.1.3 费米简并气体与费米超流
2.2 强相互作用费米气体膨胀动力学
2.2.1 强相互作用费米气体的状态方程
2.2.2 强相互作用费米气体的膨胀行为分析
2.3 Feshbach共振
2.3.1 基本的碰撞理论
2.3.2 原子不同内态间的散射
2.3.3 散射共振
2.3.4 分子的形成
第3章 光晶格中的基本概念和费米哈伯德模型
3.1 光阱与光晶格
3.1.1 光阱
3.1.2 光晶格
3.2 光晶格中的能带理论
3.2.1 一维能带结构
3.2.2 Bloch本征态和Wannier态
3.2.3 三维晶格的能带结构和Wannier态
3.2.4 超晶格中的能带结构和Wannier态
3.3 费米哈伯德模型
3.3.1 费米哈伯德模型的哈密顿量
3.3.2 填充因子、双占据成分和熵容量
3.3.3 吸引哈伯德模型
3.3.4 排斥哈伯德模型
3.3.5 两格点费米哈伯德模型求解
3.3.6 费米哈伯德模型描述的有效性
第4章 6Li-41K混合实验系统与基本实验过程
4.1 真空系统
4.2 激光系统
4.3 磁传输系统
4.4 磁场和射频系统
4.4.1 磁场系统
4.4.2 射频系统
4.5 成像系统
4.6 时序控制和数据处理系统
4.7 6Li-41K混合超冷原子气体的基本制备过程
第5章 简并玻色气体在d波势形共振附近的研究
5.1 Feshbach共振与势形共振的不同
5.2 d波势形共振的观测
5.3 分子束缚能的测量
5.4 d波势形共振的证据
5.5 共振附近原子团寿命的测量
5.6 d波分子的形成和探测
5.7 总结与展望
第6章 费米超流的类振荡膨胀问题的研究
6.1 实验过程和现象
6.2 费米超流在马鞍形势场中膨胀动力学过程的定量分析
6.2.1 相互作用对费米气体在马鞍形势场中的膨胀行为的影响
6.2.2 温度对强相互作用区费米气体膨胀行为的影响
6.3 总结与展望
第7章 6Li-41K超精细态非弹性碰撞导致的态变化的研究
7.1 6Li原子和41K原子的态制备过程
7.2 HCC产物的探测
7.3 HCC态变化率的获得
Li-|8>K接触参数的获得"> 7.4 |1>Li-|8>K接触参数的获得
7.5 总结和展望
第8章 光晶格的搭建和基本探测技术的发展
8.1 实验方向和方案
8.2 光晶格的设计和搭建
8.3 光晶格的调节与晶格深度的标定
8.3.1 Kapitza-Dirac散射
8.3.2 s-to-d能带映射
8.4 超晶格的调节与相位标定
8.4.1 double-slit干涉图样
8.4.2 超晶格左右格点分辨技术
8.5 费米子光晶格装载状态判断
8.5.1 双占据测量
8.5.2 三维密度分布重构——原位测量加逆阿贝尔变换
8.6 单独41K或6Li原子团晶格装载情况
8.7 总结和展望
参考文献
附录A 量子亏损理论
A.0.1 单通道量子亏损理论
A.0.2 多通道量子亏损理论
A.0.3 多通道量子亏损理论在d波实验中应用
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3812503
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 Feshbach共振附近的超冷原子
1.2 光晶格中的超冷原子
1.3 论文结构
第2章 超冷原子的基本概念和基础理论
2.1 玻色气体和费米气体的基本性质
2.1.1 无相互作用热原子气体密度分布
2.1.2 玻色-爱因斯坦凝聚体
2.1.3 费米简并气体与费米超流
2.2 强相互作用费米气体膨胀动力学
2.2.1 强相互作用费米气体的状态方程
2.2.2 强相互作用费米气体的膨胀行为分析
2.3 Feshbach共振
2.3.1 基本的碰撞理论
2.3.2 原子不同内态间的散射
2.3.3 散射共振
2.3.4 分子的形成
第3章 光晶格中的基本概念和费米哈伯德模型
3.1 光阱与光晶格
3.1.1 光阱
3.1.2 光晶格
3.2 光晶格中的能带理论
3.2.1 一维能带结构
3.2.2 Bloch本征态和Wannier态
3.2.3 三维晶格的能带结构和Wannier态
3.2.4 超晶格中的能带结构和Wannier态
3.3 费米哈伯德模型
3.3.1 费米哈伯德模型的哈密顿量
3.3.2 填充因子、双占据成分和熵容量
3.3.3 吸引哈伯德模型
3.3.4 排斥哈伯德模型
3.3.5 两格点费米哈伯德模型求解
3.3.6 费米哈伯德模型描述的有效性
第4章 6Li-41K混合实验系统与基本实验过程
4.1 真空系统
4.2 激光系统
4.3 磁传输系统
4.4 磁场和射频系统
4.4.1 磁场系统
4.4.2 射频系统
4.5 成像系统
4.6 时序控制和数据处理系统
4.7 6Li-41K混合超冷原子气体的基本制备过程
第5章 简并玻色气体在d波势形共振附近的研究
5.1 Feshbach共振与势形共振的不同
5.2 d波势形共振的观测
5.3 分子束缚能的测量
5.4 d波势形共振的证据
5.5 共振附近原子团寿命的测量
5.6 d波分子的形成和探测
5.7 总结与展望
第6章 费米超流的类振荡膨胀问题的研究
6.1 实验过程和现象
6.2 费米超流在马鞍形势场中膨胀动力学过程的定量分析
6.2.1 相互作用对费米气体在马鞍形势场中的膨胀行为的影响
6.2.2 温度对强相互作用区费米气体膨胀行为的影响
6.3 总结与展望
第7章 6Li-41K超精细态非弹性碰撞导致的态变化的研究
7.1 6Li原子和41K原子的态制备过程
7.2 HCC产物的探测
7.3 HCC态变化率的获得
Li-|8>K接触参数的获得"> 7.4 |1>Li-|8>K接触参数的获得
7.5 总结和展望
第8章 光晶格的搭建和基本探测技术的发展
8.1 实验方向和方案
8.2 光晶格的设计和搭建
8.3 光晶格的调节与晶格深度的标定
8.3.1 Kapitza-Dirac散射
8.3.2 s-to-d能带映射
8.4 超晶格的调节与相位标定
8.4.1 double-slit干涉图样
8.4.2 超晶格左右格点分辨技术
8.5 费米子光晶格装载状态判断
8.5.1 双占据测量
8.5.2 三维密度分布重构——原位测量加逆阿贝尔变换
8.6 单独41K或6Li原子团晶格装载情况
8.7 总结和展望
参考文献
附录A 量子亏损理论
A.0.1 单通道量子亏损理论
A.0.2 多通道量子亏损理论
A.0.3 多通道量子亏损理论在d波实验中应用
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3812503
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