超冷玻色原子在非线性双势阱中的动力学以及相干控制研究

This project investigates the dynamical behavior and coherent control of ultracold bosonic atoms. Under current experimental conditions the interaction between atoms may depend on space and time. We consider a type of the interaction with adouble-well structure. We investigate the new physical effects in the nonlinear double-well potential, and identify their mechanism. We discuss the effect of the mixed interaction on the dynamical behavior of bosonic atoms. The mixed interaction means that the interaction changes its sign spatially. By using parameter modulation as a control way, we discuss the coherent control of the dynamical behavior of the ultracold bosonic atoms, and suggest the theoretical methods to controlling and detecting the various related properties. A deep study on the dynamical behavior of ultracold bosonic atoms in nonlinear double-well potentials will provide theoretical references and open new routines for new quantum control.

本项目研究超冷玻色原子在非线性双势阱中的动力学行为以及他们的相干控制。在当前的实验条件下，原子间的相互作用可以是时空的函数。我们考虑相互作用具有双势阱结构的超冷玻色原子系统。 研究冷玻色原子在这种非线性双势阱中的新型物理效应, 澄清它们相应的物理机制。着重研究混合相互作用(相互作用在空间上改变符号)对超冷玻色原子动力学行为的影响。 以参数周期调制作为控制手段，重点研究超冷玻色原子动力学行为的相干控制, 提出控制和探测超冷玻色原子各种相关性质的理论方法。深层次地探索在非线性双势阱中超冷玻色原子的动力学行为，可以为发展新的量子调控方法开辟新途径和提供理论参考。

本项目围绕超冷玻色原子在非线性双势阱中的周期调制效应以及相干控制展开研究，取得了预期的研究结果。（1）研究了原子在不同参数周期调制非线性双势阱中的新型量子隧穿及相干控制。我们设计了几类特定的参数周期驱动，得到了某些精确解析解。我们的解析结果显示，参数周期调制会诱导出新型的共振隧穿，它的振动周期是周期驱动周期的整数倍。我们发现了两类共振，真实共振和偶然共振。（2）研究了原子在单频周期调制和非厄米项共同作用下的动力学行为。我们发现，在多光子共振条件下，某些例外点处存在精确的Floquet解，并且例外点的数量对非厄米项强度的参数依赖存在一个普适的依赖关系。此外，我们也得到了两类精确解，一类精确解可以描述从PT对称相到PT对称破缺相转变行为，另一类解描述PT对称破缺相内部行为。我们相信这些研究结果可以为发展新的量子调控方法开辟新途径和提供理论参考。