铁磁性旋量玻色气体中的相变现象和自旋动力学研究

物质磁性一直是凝聚态物理研究的重要课题。以往对磁性的探索主要以费米子（局域或巡游的电子）为研究对象。而由于历史上典型的玻色系统――液氦――没有自旋，不表现磁性，玻色系统的磁性很少被关注。碱金属原子气体玻色-爱因斯坦凝聚的实现，在开辟了冷原子物理研究新高潮的同时，也打开了研究玻色系统磁性的大门。这是因为碱金属原子通常具有超精细结构，是旋量玻色气体，能够展示磁性。本项目拟对具有铁磁耦合的旋量玻色气体的性质进行理论探讨。一方面，铁磁耦合诱导铁磁相变；另一方面，玻色系统有一个本征相变：玻色-爱因斯坦凝聚。深入理解两个相变的特征，以及它们之间的（竞争）关系是一个有趣的问题。在两个相变发生之后，系统成为铁磁性的凝聚体，其自旋动力学必然与通常的旋量凝聚体不同，而是必须考虑磁畴的影响。我们将运用各种有效手段，对铁磁性旋量玻色气体的上述特性进行细致的研究。