一维多分量冷原子系统的关联性质研究

The few-body and many-body correlation function of one-dimensional system is a frontier field with significant importance in the ultra-cold atomic physics and it has close relations to many interesting physical problems, such as the phase transition, dynamics and qausi-particles. It also plays an important role in the strongly correlated system. Multi-component atomic systems have richer physical properties. Quasi-particles of excitation and correlation properties are some topics requiring further study. This project aims to develop new methods of quantum integrable models and discuss the correlation properties of multi-component cold atomic system. This project will investigate following frontier issues: 1, develop new methods to calculate correlation functions and study the experimentally measurable momentum distribution, dynamical structure factor and multi-body correlation functions of cold atoms; 2, investigate the spin excitation properties of multi-component cold atoms and and analyze the relations to the correlation properties; 3, Based on the correlation functions of integrable systems, study thermodynamics and correlation properties of non-integrable systems. The research of this project will deepen our fundamental understanding of correlation properties of cold atoms and help the developments of experimental researches in related fields.

一维量子少体、多体关联函数在研究超冷原子系统量子相变、动力学、激发准粒子等问题中有非常重要的意义，也是凝聚态强关联系统的重要研究课题；多组份系统具有更加丰富的物理性质，其激发准粒子与关联性质都是目前没有研究清楚的问题。本项目拟通过发展可积模型的数学方法来研究多组份冷原子系统中的关联性质。结合最新进展，开展以下几个方面的研究：1，发展计算冷原子量子可积系统关联函数的新方法，研究实验上可以测量的动量分布、动力学结构因子等。2，研究多组份冷原子系统的自旋激发态，探索相关的热力学性质和量子关联性质。3，基于可积模型的关联函数，结合微扰理论研究非可积模型的热力学行为和关联性质。这些研究结果将拓展我们对冷原子多体关联问题的理解，并对相关冷原子实验有实际的指导意义。

一维量子少体、多体关联函数在研究超冷原子系统量子相变、动力学、激发准粒子等问题中有非常重要的意义，也是凝聚态强关联系统的重要研究课题；多组份系统具有更加丰富的物理性质，其激发准粒子与关联性质都是目前没有研究清楚的问题。在项目执行期间，项目负责人及合作者进行了以下几个方面的工作: 1）研究了两份量费米冷原子系统关联函数的新计算方法，提出了测量自旋电荷分离的新方案；2）项目研究人员分析了两组份费米系统的关联函数、动力学与准粒子之间的关系；3）项目研究人员研究了XXZ模型动力学结构因子和热力学性质。发表《Physical Review Letters》1篇。这些研究结果丰富和深化了我们对冷原子中的量子关联函数的理解并对低维超冷原子实验具有一定的指导意义。