“玻色-爱因斯坦凝聚”及相关综合问题

2001年诺贝尔物理学奖联合授予美国科学家埃里克·康奈尔、卡尔·维曼和德国科学家沃尔夫冈·克特勒,以表彰他们根据玻色-爱因斯坦理论发现了一种新的物质状态——“碱金属原子稀薄气体的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)”.这三名科学家的成功发现,犹如找到了让原子“齐声歌唱”的途径,     

实现玻色-爱因斯坦凝聚——2001年诺贝尔物理学奖评述

２００１年１０月９日瑞典皇家科学院宣布，将本年度诺贝尔物理学奖授予美国国家标准与技术研究所物理学家埃里克·康奈尔（Ｅ．Ａ．Ｃｏｒｎｅｌｌ）、美国麻省理工学院教授德国人沃尔夫冈·克特勒（Ｗ．Ｋｅｔｔｅｒｌｅ）以及美国科罗拉多大学教授卡尔·威曼（Ｃ．Ｅ．Ｗｉｅｍａｎ），以表彰他们在稀薄碱金属原子气中实现了玻色－爱因斯坦凝聚以及在凝聚体性质方面的早期基础性研究。本文将介绍玻色－爱因斯坦凝聚的研究简史以及三位获奖者的主要贡献。玻色－爱因斯坦凝聚及其实验研究简史１９２４年印度物理学家玻色研究了“光子在各能…     

超级光子可充当新型光源

科学界一直没有停止过对“超级粒子”的研究。爱因斯坦和玻色曾于1920年提出著名的。玻色一爱因斯坦凝聚”粒子学说——将铷原子放置到一个相对紧凑的空间里,在温度足够低的情况下,它们会迅速发生变化并凝聚成一个粒子。但在这种情况下所合成的粒子并没有发光的迹象,所以并不能充当光源。     

玻色爱因斯坦凝聚理论及实现BEC的途径

用解析的方程分析了产生BEC的条件 ,总结了玻色———爱因斯坦凝聚的几个成功的实验 ,从而得出在有约束的情况下 ,理想气体发生二维玻色———爱因斯坦凝聚的实验构想     

外势作用下低维玻色-爱因斯坦凝聚

讨论了系统的态密度和玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）空间雏度性的关系,着重对幂外势和简谐外势作用下的低维BEC作了简单分析,得出无外势的低维BEC不可能产生,在外势作用下,一雏和二雏都能产生BLOC．     

『物质第五态』精微结构现形

经典物理学认为,物质的形态包括固态、液态、气态和等离子态.自1924年起,"玻色-爱因斯坦凝聚态"成为传说中的物质第五态.2008年10月22日"每日科学"网站报道,德国美因茨大学的科学家们,对物质第五态的研究取得突破性进展,首次成功地观察到"玻色-爱因斯坦冷凝物"中单个原子的空间分布.     

量子玻色气体的热力学性质

本文利用量子统计的方法推导玻色系统的热力学量的统计表达式,得到了玻色系统由巨配分函数表示的内能、熵、压强,并分别讨论了有外势和无外势影响下的巨热力势的表达式,给出了弱简并作用时玻色气体的内能形式。同时,将光子气体作为玻色气体的一个特例结合其特点,对光子气体的热性能进行研究,推导出普朗克公式,得到了光子气体的内能、热容量、焓、自由能、吉布斯函数的表达式。     

原子间相互作用对囚禁原子玻色爱因斯坦凝聚隧穿动力学的影响(英文)

本文研究原子间的线性和非线性相互作用对两个原子玻色爱因斯坦凝聚(BEC)系统中的隧穿动力学的影响.这两个BEC初始处于相干态.我们详细研究了这类隧穿动力学的短时间(在凝聚的相干时间内)行为.发现由原子隧穿导致的两个凝聚间的布居差表现出周期性的拉比振荡,其振荡周期不仅依赖于原子间的相互作用,还取决于系统的初态.我们表明在一定条件下此系统可达到一个自囚禁的稳态.我们还研究了两个凝系间的隧穿原子流,发现在一定条件下可获得一个只含纯直流的原子流.     

原子间相互作用对囚禁原子玻色爱因斯坦凝聚隧穿动力学的影响

本文研究原子间的线性和非线性相互作用对两个原子玻色爱因斯坦凝聚(BEC)系统中的隧穿动力学的影响．这两个BEC初始处于相干态．我们详细研究了这类隧穿动力学的短时间(在凝聚的相干时间内)行为．发现由原子隧穿导致的两个凝聚间的布居差表现出周期性的拉比振荡，其振荡周期不仅依赖于原子间的相互作用，还取决于系统的初态．我们表明在一定条件下此系统可达到一个自囚禁的稳态．我们还研究了两个凝系间的隧穿原子流，发现在一定条件下可获得一个只含纯直流的原子流．     

激光冷却技术及其在玻色-爱因斯坦凝聚中的应用

介绍了激光冷却中性原子的原理,以及玻色–爱因斯坦凝聚的形成条件和实现途径,说明了激光冷却技术在玻色–爱因斯坦凝聚中的应用.     

21世纪量子光学领域的若干重大核心问题展望—兼论量子光学的发展动态与发展

对量子光学领域中诸如场－物质（原子、分子或离子）相互作用模型、腔内原子的辐射谱、亚泊松光子统计、光子反聚束效应、光场压缩态、时间与时域的定义及其本质含义、时域量子化、时间不可逆性、量子时空观与量子化时空结构、量子时空对称性与量子化时空对称结构、时域压缩的量子极限与超快科学领域的新时间尺度、量子涨落宇宙模型、薛定谔猫态、量子信息学、生物光子学、光的量子本质与光子结构、原子的冷却与捕获、玻色－爱因斯坦凝聚（即BEC）以及“原子激光器”与“原子激光”等方面的若干重大进展情况进行了系统综述。在对量子光学所涉及的上述各有关重大核心科学技术领域的历史、现状,以及最新发展动态和应用前景进行详细分析的基础上,进一步指出了量子光学领域未来的发展趋势和发展方向。     

有限粒子数效应对任意维量子气体热力学性质的影响

对于束缚在任意维谐振势中的理想玻色气体和费米气体,有限粒子效应对其热力学性质将会产生影响。估计出在不同的情况下,有关于各个热力学量的相对修正。并对两种受限量子气体所得结果进行比较,得出结论：有限粒子数效应对于凝聚状态下的玻色气体（玻色气体在系统中发生玻色爱因斯坦凝聚）的影响要比费米气体和正常的玻色气体（没有发生玻色爱因斯坦凝聚的玻色气体）显著得多。     

21世纪量子光学领域的若干重大核心问题展望——兼论量子光学的发展动态与发展方向

对量子光学领域中诸如场—物质 (原子、分子或离子 )相互作用模型、腔内原子的辐射谱、亚泊松光子统计、光子反聚束效应、光场压缩态、时间与时域的定义及其本质含义、时域量子化、时间不可逆性、量子时空观与量子化时空结构、量子时空对称性与量子化时空对称结构、时域压缩的量子极限与超快科学领域的新时间尺度、量子涨落宇宙模型、薛定谔猫态、量子信息学、生物光子学、光的量子本质与光子结构、原子的激光冷却与捕获、玻色—爱因斯坦凝聚 (即 BEC)以及“原子激光器”与“原子激光”等方面的若干重大进展情况进行了系统综述 .在对量子光学所涉及的上述各有关重大核心科学技术领域的历史、现状、以及最新发展动态和应用前景进行详细分析的基础上 ,进一步指出了量子光学领域未来的发展趋势和发展方向     

NLS方程的一种新解

非线性薛定谔方程（NLS方程）是描述玻色爱因斯坦凝聚（BEC）演化的重要方程.本文利用待定系数法,求出了NLS方程一个新的精确解.     

Feshbach共振作用下的玻色-爱因斯坦凝聚

在玻色-爱因斯坦凝聚领域中Feshbach共振是研究的热点，在很多实验中都现测到了Feshbach共振现象．通过调节外加磁场用原子散射的Feshbach共振来任意改变原子间的相互作用，从强吸引到强排斥都可实现．介绍了Feshbach共振现象及有强相互作用的玻色子气体和费米原子对的玻色-爱因斯坦凝聚．     

超低温原子

用激光将原子冷却到接近绝对零度的技术,正从实验室走向它们第一个商业运用。耶鲁大学物理学家马克·A·卡塞维奇认为,用来测量重力的激光原子冷却装置可望在石油勘探、地球物理测量以及军事上得到应用。他正领导着一个由美国海军资助的开发研究小组。他认为,这一基础科学成果很可能将在技术上产生重要影响。曾荣获诺贝尔奖的这项技术是在80年代发展起来的,它利用激光产生的光子与原子相互作用,使原子的运动减缓,冷却下来。它导致了物理学上的重要进展,包括建立了玻色一爱因斯坦简并,即超冷原子簇共享一个量子态。不过,马里兰州盖…     

科学家制成第六种物态

美国科学家表示,他们研制成费米子凝聚态的物质,它属于“第六态”物质.这种新物质可能导致产生下一代超导体,并用于发电和制造磁悬浮列车等.人们过去已知的物质五种形态分别是气态、固态、液态、等离子态和玻色 爱因斯坦凝聚态.研究工作的带头人是美国标准技术研究院与科罗拉多大学合作实验室工作的物理学家金秀兰.金秀兰介绍说,这种第六态物质与玻色 爱因斯坦凝聚态物质有关.玻色 爱因斯坦凝聚态物质由成千上万个具有单一量子态的超冷粒子的集合,其行为像一个大超级原子.玻色 爱因斯坦凝聚态物质由玻色子构成.金秀兰研究小组所制成的新形态…     

1921年——爱因斯坦

爱因斯坦(AlbertEinstein,1879-1955)因在数学物理方面的成就,尤其是发现了光电效应的规律,获得了1921年度的诺贝尔物理学奖。1905年是爱因斯坦一生中最辉煌的一年。这一年,他在《物理学年鉴》上发表了3篇论文。在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》一文中,他用普朗克的能量量子化观点成功地解释了1887年H·赫兹发现的光电效应。他不满足于普朗克把能量不连续性只局限于辐射的发射和吸收过程,而认为即使在光的传播过程中能量也是不连续的。他把组成辐射的能量子称为“光量子”(1926年后人们改称其为“光子”)。当光照射在金属表面上…     

多光子吸收与光电效应规律探究

1引言光电效应的实验事实已为人们接受。自1887年赫兹在研究电磁波性质的实验中发现光电效应迹象以来，科学家们经长期的实验研究，总结了光电效应规律。1905年，爱因斯坦在普朗克能量子假设的基础上进一步提出了光量子假设。这一假设成功地解释了当时经典物理所不能解释的光电效应规律。此后，安立根于1919年用实验证实了爱因斯坦方程的正确性。六十年代激光问世后，在光电效应中多光子吸收的实验事实面前，只有推广爱因斯坦方程和红限红移之后，才能作出正确的解释。2光电效应中多光子吸收过程爱因斯坦光量子假设的提出，成功地解释了光电…     

单组份玻色-爱因斯坦凝聚体基态稳定性研究

利用数值方法和托马斯费米近似求解非线性薛定谔方程(Gross-Pitaevskii方程),应用量子变分原理分析化学势随一维散射强度的变化,研究玻色-爱因斯坦凝聚体基态稳定性,并计算了7Li原子最大凝聚原子数.