量子调控新方法的理论研究

基于冷原子体系的量子调控，是指通过实验手段对量子气体的微观状态进行的操控。对于一个实际的冷原子量子气体来说，在给定的外界环境下（如温度、外势等），其微观状态主要由原子间的相互作用所决定。在通常情况下，原子间的相互作用是由原子核外的电子云分布决定的，一旦原子的种类确定，其相互作用的形式就确定了，很难通过外界条件来调节。近些年来，以Feshbach共振为基础发展出了很多有效的调节相互作用的手段。例如通过约束原子的运动实现束缚诱导的共振、通过光与原子相互作用实现光Feshbach共振等等。本项目的主要目的就是在已有的研究基础上，进一步研究外束缚势诱导散射共振，空间调制的相互作用和偶极相互作用等在冷原子体系中调控相互作用的新方法，新思想及其物理效应，从而对碱土金属量子气体和极性分子量子气体等当前很新的冷原子系统实现新型的量子调控。

基于冷原子、分子体系的量子调控，在近些年来引起了广泛的关注，为实验上实现各种新奇的量子相提供了必要的手段。我们在本项目的理论研究中，提出了多种不同的基于超冷原子、分子体系的量子调控手段，包括三维体系的偶极诱导共振、极性分子的准一维束缚诱导共振、超冷原子的窄共振束缚诱导共振等等。基于这些不同的调控手段，我们研究了由此带来的各种新奇的少体和多体性质，发现了一系列新奇的现象：（1）在三维的极性分子气体中，我们发现可以通过调节电场强度在偶极-偶极相互作用中实现s波散射共振，在共振附近散射振幅存在普适性（2）利用这一偶极诱导共振能够实现具有不同宇称的超流相之间的量子相变，并能获得具有混合宇称的新型超流相。（3）在两分量费米原子气体中，我们通过对单杂质问题的研究发现，可以通过窄共振来实现新型的极化超流相。（4）在准一维的玻色气体中，我们利用窄共振的束缚诱导共振实现了新型的量子临界区域。（5）在准一维极性分子气体中，我们发现存在由偶极相互作用所诱导的束缚诱导共振，在共振附近散射相移存在普适性并研究了该区域的强相互作用玻色流体。这些研究，既推动了相关领域的理论发展，也为今后多个方向上的冷原子、分子实验提供了重要的指导作用。