光子作用下玻色-爱因斯坦凝体的集体量子动力学研究

玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）在宏观尺度下能表现出良好的量子效应，其理论和实验研究都有重要的基础学术意义，且在芯片技术、精密测量和纳米技术等领域有实际的应用价值。本项目主要研究具有内态Josephson隧穿的双组份BEC 与光子的相互作用。在自旋相干态表象下建立广义的密度矩阵方法，给出BEC 的宏观量子自旋动力学，重新解释实验报道的超辐射现象和原子的快速衰减并预言其他集体激发现象；从理论和数值上分别研究BEC 与光子相互作用的基态特性，预言一种新的量子相变并用实验可调的原子与原子的非线性相互作用来控制和通过测量几何相位来观察，阐明一种重要的物理机制- - 弱的微观非线性相互作用能导致强的宏观量子现象； 建立一种可以约化多自由度Hamiltonian 到单自由度Hamiltonian的自恰方法，然后揭示BEC在光子作用下的量子隧穿和量子相干行为。研究成果可为进一步调控和应用BEC 提供理论指导。