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量子超化学及超冷分子量子相干调控是原子分子物理及光学中新兴的研究领域之一,在高精密测量,量子信息存储、操控与提取技术等领域有着非常重要的意义。在本论文中,我们主要研究了从双组份冷原子到异核分子的转化过程中的绝热条件,输出同核和异核三原分子物质波的压缩效应以及初态的粒子数不平衡对输出原子和异核分子物质波的纠缠的影响。
在第一章中,我们介绍了玻色一爱因斯坦凝聚现象,其实现的技术发展过程,实现条件及基本过程,同时也介绍了国内外的研究现状及最新发展。这些理论和实验为形成冷分子提供了必要的前提条件。然后,我们介绍了产生冷分子两种常用技术即光缔合和磁共振,分别讨论光缔合和磁共振的在产生冷分子的物理机制和冷分子的研究现状。
在第二章中,作为理论基础,我们介绍了量子光学与冷原子物理学相关的一些基本概念和重要实验,如HBT干涉实验。这些概念和实验对量子光学的发展具有举足轻重的作用。
在第三章中,在双组份玻色爱因斯坦凝聚体中,我们利用平均场的近似和相干粒子数布居技术研究形成异核分子的绝热条件。我们发现异核二原分子的形成比同核分子的更加难、产率低,这个结论与实验上的结果是相符合的。对三原异核分子的形成存在着两种不同的反应路径,我们得到了两个不同绝热条件。三原异核分子的产率与考虑碰撞项的结果是一致的。然后,我们分析了非理想因素的作用,包括碰撞项,粒子数不平衡和量子涨落的影响。最后,我们也研究量子相干置换反应的绝热条件,并与线形、二原分子的形成过程的绝热条件作比较。
在第四章中,我们通过绝热近似的方法研究了三原同核和异核分子形成过程的量子压缩效应。由于形成的冷分子存在的时间比较短,我们仅取到粒子变化时间的二阶。通过储备不同态的原子,输出的三原分子物质波具有不同的压缩特性及统计特性。
在第五章中,我们提出了原子与异核分子激光模型,主要研究在短时间内粒子数不平衡对原子与异核分子的纠缠的影响,分析了在三种不同的粒子数储备的情况下输出原子与输出分子的纠缠以及它们的统计特性。最后,我们分析了在系统中退相干因素的影响。在第六章中,我们对本文的主要结果进行了总结,并对以后的研究工作进行了展望。