论文部分内容阅读
玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)是当前物理学及相关学科的一个研究热点。本文回顾了BEC的历史,介绍了BEC的概念、形成条件及相关技术,介绍了碱金属铷原子和钠原子的BEC实验等。阐述了BEC研究的理论模型,并介绍了光场与物质相互作用的基本理论。由于光场与原子的相互作用在原子冷却、BEC制各和探测过程中起着极为重要的作用,本文中对深入BEC的光学性质开展了大量研究。由于原子间相互作用对于BEC的形成及其相关性质都是一个非常重要的影响因素,本文讨论了原子间相互作用对光场与原子BEC相互作用系统中耦合输出的相干原子束压缩性质的影响。
本文利用格子液体模型对周明等人的文献中给出的光场与二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)相互作用系统的哈密顿量进行分析,表明其文献中对原子间相互作用部分的处理有不合理之处,从而对该哈密顿量作出了改进。用改进的哈密顿量解析地求解了旋波近似下光子和原子算符的运动方程,并结合BEC的有关实验条件对哈密顿量中的有关参数作出了估计,研究了光场与原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中,光场和耦合输出相干原子束的压缩性质。
最后得出结论,对于光场压缩效应,在原子间相互作用能u0和初始光场一定的情况下,BEC中光场-原子相互作用强度ε越强,光场两正交分量涨落随时间变化的幅度越大。对于原子激光的压缩效应,ε的取值对原子激光的压缩效应有明显的影响。当ε较小时,原子激光的正交分量的涨落Q1(t)呈周期性变化较明显,且压缩深度较浅。当ε较大时,Q1(t)呈周期性变化不明显,呈现某种类似于混沌的行为,且压缩深度变深。即在光场的初始压缩因子r、u0以及处于基态的超冷原子数目一定的情况下,BEC中ε越强,原子激光的压缩深度越大。