【摘 要】
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超冷原子-分子转化作为当前超冷物理领域最活跃的研究课题之一,相关研究涉及到超冷化学、量子计算、量子信息等众多物理前沿领域,受到科学家们广泛的关注.然而,该领域还面临着一系列问题:如在超冷原子-多原子分子转化方面,目前工作相对较少,一系列转化机制仍不清晰;在超冷基态双原子分子制备方面,实验上目前所能达到的效率还比较低,通常在90%左右.因此,如何高效地形成复杂的多原子分子以及制备超冷基态双原子分子是
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（批准号:12075193、11665020）；
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超冷原子-分子转化作为当前超冷物理领域最活跃的研究课题之一,相关研究涉及到超冷化学、量子计算、量子信息等众多物理前沿领域,受到科学家们广泛的关注.然而,该领域还面临着一系列问题:如在超冷原子-多原子分子转化方面,目前工作相对较少,一系列转化机制仍不清晰;在超冷基态双原子分子制备方面,实验上目前所能达到的效率还比较低,通常在90%左右.因此,如何高效地形成复杂的多原子分子以及制备超冷基态双原子分子是目前有待解决的关键问题.本文主要针对以上的问题开展了两个方面的工作:一是基于广义受激拉曼绝热通道技术研究了超冷原子-异核四/多原子分子的多路径转化动力学;二是基于非厄米绝热捷径技术研究了超冷弱束缚-深束缚分子的转化动力学.研究表明:基于多路径相长干涉可以有效地提高多原子分子的转化率;基于非厄米绝热捷径可以实现超冷弱束缚-深束缚分子的完全转移.具体工作如下:1.基于广义受激拉曼绝热通道技术研究了超冷原子-异核四/多原子分子的单路径和多路径转化动力学.平均场近似下获得了系统的暗态解、原子分子化学势以及广义双光子共振条件.研究发现当多种转化路径共存时,就会产生干涉效应,利用多路径方案所表现出来的相长干涉效应可以有效地提高异核四/多原子分子的转化效率.讨论了单光子失谐、Rabi脉冲强度、中间态自发辐射和粒子间相互作用对转化效率的影响.最后分析了相位对于单、多路径转化动力学的影响,研究结果表明多路径对于不同的相位值会产生相长或相消干扰,导致转换效率或高或低.2.基于非厄米绝热捷径技术研究了超冷弱束缚-深束缚分子的转化动力学.采用一个有效非厄米哈密顿量来描述分子态的转移,研究发现相比于传统的受激拉曼绝热通道技术,非厄米绝热捷径技术因其消除了系统中的非绝热效应,理论上可以实现分子态的完全转移.讨论了非厄米绝热捷径技术对于耦合场的脉冲振幅、激发态损耗率、单光子失谐的参数鲁棒性.进一步对附加激光场进行了简化,并证明简化后的脉冲也能够达到高保真的转化效率.
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