无序光晶格中原子玻色爱因斯坦凝聚体输运性质的研究

由杂质引入的晶格无序性在异常复杂、高度关联的凝聚态物理系统中扮演着十分重要的角色，本项目将利用原子量子简并气体和精确可控的无序光晶格来构建凝聚态物理系统的实验模拟平台，定量分析晶格无序性对物质粒子输运性质的影响，并争取对理论预言的一些奇异量子现象进行验证，为量子模拟器增添新的实验工具，为设计制造新型量子功能材料和元器件开辟新的道路。

本项目研究了玻色－爱因斯坦凝聚体的产生新方法以及其在无序光晶格中的动力学特点。我们用磁光混合阱的办法来产生玻色－爱因斯坦凝聚体，其光阱中的蒸发冷却时间缩短为2秒，而整个蒸发冷却的过程只需12秒，比原来的QUIC阱中的射频蒸发冷却时间大大缩短，同时提高了光阱的装载效率。我们设计了光学散斑场的产生装置，其数值孔径为0.55，可产生平均尺寸为0.5μm的散斑颗粒。我们还利用数值计算的方法模拟了玻色凝聚体在一维无序势中的动力学行为，理解了无序势的各个参数对于玻色气体局域化的影响，为下一步实验提供了理论基础。同时，我们还利用冷原子体系中的四波混频效应产生了非经典双光子对。在二能级体系下双光子对的计数率相对于三能级体系大幅提高，但由于计数本底的提高，关联系数不违反柯西-施瓦兹不等式。另外，我们还开展了量子模拟相关的理论研究，提出了混合气体中错位光晶格排布的新方法，发现了两组分混合量子气体中的无序诱导波包分裂。