超冷简并玻色原子气中的相干量子现象

本项目通过对超冷简并原子气中原子间相互作用导致的相干量子现象的深入研究，以期发展非线性量子理论并预言在超冷简并原子气的实验中验证该理论的新现象。原子间相互作用，不仅会导致新的量子定态解，也对系统的相干量子动力学行为有较大的影响。我们将利用数值模拟与解析求解的方法对原子间相互作用导致的相干量子动力学演化进行深入研究，其中包括：非线性耦合谐振子相干动力学、非对称阱中超冷原子气的干涉及其动力学描述、含时双阱中超冷原子气的相干动力学行为、含时随机作用对系统相干动力学行为的影响以及揭示两组份超冷原子气运动中的接触阻尼效应等，解释并预言新的相干量子动力学现象。本研究将有助于丰富量子理论的内容，比如原子间相互作用对量子态迭加原理、含时演化规律等的影响，同时也对理解量子统计基本假设有积极的理论意义；另一方面，深入理解系统的相干量子动力学特征还将有助于对其进行相干量子操控，比如开发其在精密量子测量中的应用。

本项目对处于外势中超冷简并原子气的相干量子动力学特性进行了研究。主要内容有：周期调制双阱中的类阶梯动力学特征以及周期外势环上超冷原子动力学演化；对导致超冷原子相干性变化的原因进行了研究；周期势阱中的非线性Berry位相等非线性量子规律进行了探讨。根据所涉及系统的动力学特点，开展了关于新型原子干涉仪的研究。同时，我们还就强光场条件下原子、分子中非次序双电离过程中的量子现象进行了深入研究，结合国内的实验结果对其中的量子动力学规律进行了有益的探讨；另一方面，我们还利用第一性原理对锕系金属氧化物及氢化物、锆基核防护材料、过渡金属氧化物和拓扑绝缘体材料的物理性质进行了研究。.本项目共完成二级以上杂志学术论文21篇，其中SCI收录论文19篇（见成果目录），其中Phys. Rev. Lett.论文2篇（其中一篇在印刷中未列在目录中），Phys. Rev. 系列论文5篇，App. Phys. Lett. 1篇，以及J. Nuc. Mat.4篇, E. Phys. J. D.2篇，Sci. of Adv. Mat.和J. Appl. Phys.各1篇。培养博士研究生3名（其中一人到瑞典乌普萨拉大学从事博士后研究，同时其博士论文获山西省优秀博士论文称号，另一名博士生到北京九所进行博士后研究，获山西省优秀博士生称号），硕士研究4名。