腔场协助的异核分子玻色爱因斯坦凝聚体的光缔合动力学性质研究

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分子由于其拥有较原子更为丰富的能级结构,可应用于超高精细光谱测量技术而受到广泛关注。光缔合是一种有效的产生分子BEC的方法,相比于通常使用的Feshbach共振,其应用范围更为广阔。光学腔提供了量子化激光场的平台,光学腔协助的光缔合过程具有选择特定模式光子,抑制分子退缔合等优点。双原子同核分子必然为玻色子,而异核分子既可能是玻色子,也可能是费米子,同时异核分子间存在的长程偶极相互作用使得其在量子计算等领域有潜在应用。基于以上优点,本论文构造了腔协助的异核玻色分子爱因斯坦凝聚体的光缔合模型,研究了调节实验上可控参数时,如碰撞参数,双光子失谐量以及原子间的布居不平衡等,原子布居数定态解的变化情况。我们发现在碰撞参数与双光子失谐同为零时,腔场驱动强度的增加使定态解的分子布居数减少;当驱动强度大于某临界值时,系统就失去了稳定解。当碰撞为零时,随着双光子失谐量绝对值的增加,定态原子布居数减少;当碰撞为不为零,且为较大值时,双光子失谐量的改变会引起原子布居数的光学双稳现象。我们给出碰撞参数与双光子失谐参数空间中出现双稳的具体区域。而原子间的布居不平衡可以有效地减小双稳现象中的不稳定区域。在得到上述定态解的基础上,我们用平均场方法模拟其相应的动力学过程,演化的终态都能与定态解的结果保持一致。为了进一步考察平均场方法的有效性,我们提出两种包含高阶关联的方法-包含原子与分子关联的赝角动量方法和包含原子分子与腔光子关联的量子自洽方法。其中,量子自洽方法因含有腔光场的真空扰动而可以有效模拟无腔场驱动情况下的动力学演化。在碰撞参数与双光子失谐均为零时,我们比较了上述三种方法,可知在原子数较大,且原子间存在布居不平衡时,平均场方法能有效描述此模型的动力学演化过程。
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