玻色爱因斯坦凝聚宏观量子态的演化与操控中的若干问题研究

玻色爱因斯坦凝聚态（BEC）是目前实验室可获得的一种宏观量子态, 它展现出的量子超流、波动、相干、隧穿以及人工可调控性等特性，为人们提供一种全新的宏观量子态物质。本项目将通过探索新的操控机制，研究超冷玻色凝聚体中呈现的新量子态以及量子相变过程。将通过外场和可变物理参数的周期调制，研究周期驱动下玻色凝聚态的响应和系统转变以及各种量子态的非线性演化；研究玻色凝聚体的绝热演化及量子几何相位，并探索通过相位操控过程制备多体宏观量子态；通过物理参量和外场的快速变化的淬火过程研究各种拓扑激发和Kibble-Zurek （KZ）相变；还将讨论玻色宏观量子态的测量问题，着重讨论测量对量子态演化的影响，即非线性Zeno和anti-Zeno效应等。通过对这些问题的深入研究发现超冷凝聚体系的新效应、新现象。

在本项目中我们对玻色爱因斯坦凝聚宏观量子态的演化与操控中的若干问题进行深入系统的研究。在具体实施过程中，我们结合国际前沿动态和发展趋势，从量子力学的基本原理出发，以发展非微扰量子理论为核心，利用量子多体理论、非线性科学的理论、量子几何相位理论、相干态压缩态理论，分别从解析推导和数值模拟两方面对超冷玻色凝聚体中呈现的新量子态、量子相变以及新的操控机制进行深入研究。尤其注意理论与实验紧密结合，解释了国内外多个实验小组的重要实验，并给出了相关理论预测。在超冷原子到双原子分子和多聚物分子的转化问题、超流费米气体及费米-玻色混合气体的各种量子隧穿现象及其相变，以及外场操控的怪波动力学及其非线性局域波等问题上的研究获得了一系列成果。在项目实施的3年中（2011-2013），共发表SCI论文（标注基金资助的）40篇.