超冷原子分子体系中的少体问题和量子调控

本项目旨在在申请者过去工作的基础上对超冷原子分子体系中的重要少体问题和相关量子调控问题进行进一步深入的研究。在超冷原子体系方面，我们将深入探讨两体高分波和三体相互作用的控制，复杂体系中多种两体相互作用的独立控制。在超冷分子方面，我们将研究利用多种外场对超冷分子之间的相互作用和化学反应过程进行控制的问题。同时我们还会继续深入探讨各种新型囚禁势中超冷原子分子体系的量子绝热规范场，以及微腔量子电动力学中的少体过程等其他相关的重要问题。

我们对超冷原子分子系统中的若干重要的量子少体问题进行了一系列深入的探索，得到了很多结果，共在Nature Physics, Physical Review A等杂志发表论文13篇。..首先，我们系统的研究了具有自旋-轨道耦合的超冷原子之间的散射问题。我们得到了自旋-轨道耦合对超冷原子两体波函数的Bethe-Peierls边界条件的修正，以及存在自旋-轨道耦合情况下超冷原子间散射振幅的精确表达式。我们预言自旋-轨道耦合会诱导散射共振，这已经被美国国家标准局I. Spielman小组的实验证实（Phys. Rev. Lett. 111, 095301 (2013).）。同时，我们还和中国科技大学以及山西大学的实验小组合作，研究了自旋-轨道耦合诱导的非弹性散射对超冷气体寿命的影响，以及自旋-轨道耦合诱导的原子-分子转变。我们的理论工作和实验吻合良好。..此外，我们还研究了处在p波Feshbach共振点附近的单分量超冷费米子之间散射振幅的精确表达式，从而对在这一系统中被广泛使用的有效尺度理论（effective-range theory）的适用性给出了严格的证明。我们还和北京大学的实验小组合作，研究了位于光学晶格上高能带的凝聚体的碰撞衰变问题。我们的理论计算和实验定量吻合良好。此外，我们还研究了一维微腔阵列中原子-光子极化子的两体散射问题，和二维微腔阵列中单光子与多原子系统之间散射的集体效应。