【摘 要】
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激光与原子分子的相互作用导致了许多新颖现象,已成为近年来原子分子物理的一个研究热点。基于激光冷却与囚禁中性原子的实现和强激光技术的应用,本文研究了耦合Bose-Einstein凝聚体系和强激光场中的原子分子体系的相关非线性现象。对耦合Bose-Einstein凝聚体系,从耦合的非线性Schr?dinger方程——Gross-Pitaevskii方程出发,我们着重分析了两耦合Bose-Einstei
【机 构】
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中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院)
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激光与原子分子的相互作用导致了许多新颖现象,已成为近年来原子分子物理的一个研究热点。基于激光冷却与囚禁中性原子的实现和强激光技术的应用,本文研究了耦合Bose-Einstein凝聚体系和强激光场中的原子分子体系的相关非线性现象。对耦合Bose-Einstein凝聚体系,从耦合的非线性Schr?dinger方程——Gross-Pitaevskii方程出发,我们着重分析了两耦合Bose-Einstein凝聚体系中由平均场的非线性以及体系内在的相干性导致的宏观量子现象,同时精确分析了有关多耦合Bose-Einstein凝聚体系中超流——绝缘相变以及物质波孤子链的传播、塌缩和恢复等现象。主要工作有:（1）两耦合Bose-Einstein凝聚体系间宏观量子隧穿的准自旋模型。我们将两耦合Bose-Einstein凝聚体系间宏观量子隧穿映射为非轴向自旋体系在外加磁场中的隧穿,并推导了相应的Bloch方程。发现凝聚体系的平均场作用、组份之间的耦合与非对称性（或耦合激光的失谐）分别对应着体系的各向异性、横向磁场与轴向磁场。在低势垒情形下,用虚时间路径积分法计算了隧穿指数,得到了隧穿指数对系统参数的依赖性,同时估计了从量子机制向热机制过渡的交叉温度。（2）激光耦合两组份Bose-Einstein凝聚体系的条件自发自旋极化与分岔滞后。我们发现激光脉冲耦合下的两组份Bose-Einstein凝聚体系的分岔和自发自旋极化不仅依赖于系统参数,而且依赖于两组份间的相对相位。这些现象不同于那些只依赖于系统参数的分岔和自发自旋极化现象,是条件分岔和条件自发自旋极化。通过分岔,系统从Rabi机制进入自发自旋极化机制。另外,当参数缓慢地扫过静态分岔点时,我们发现系统中存在分岔滞后现象。（3）耗散及非耗散情形下的两耦合Bose-Einstein凝聚体系间的非线性布居数振荡。通过对含时非对称的双阱势中两耦合Bose-Einstein凝聚体系的研究,我们发现了混沌的及频率锁定的布居数振荡。决定性微扰下,系统在分界解附近的解是Melnikov混沌的。数值模拟表明:在非耗散机制下,随着非对称性的增加,规则振荡逐渐变为混沌振荡,长期的局域化消失;在耗散机制下,稳态混沌消失,系统经过渐态混沌进入规则的稳定的频率锁定的振荡,适当强度的阻尼可以保持长期的局域化。对强激光场中的原子分子体系,我们从其非线性的经典Hamilton方程出发,用经典轨道Monte-Carlo法模拟了氢原子及氢分子离子在强激光场中的高次谐波产生过程。通过引入天体力学中的规则化方法消除了二体及三体库仑问题的奇点,
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