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台湾“中研院”来汉物数所作学术交流

导读: 近日,应武汉物数所邀请,来自台湾“中研院”原子分子研究所(IAMS)的张铭显、林育如、陈应诚等三位博士来所访问并分别作学术交流报告。

  近日,应武汉物数所邀请,来自台湾“中研院”原子分子研究所(IAMS)的张铭显、林育如、陈应诚等三位博士来所访问并分别作学术交流报告。

  张铭显博士做了题为“全光阱中的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体”(SpinorBose-Einsteincondensatesinanall-opticaltrap)的报告。所谓的旋量凝聚体,即是具有内部原子自旋的凝聚体。由于具有了一个内部的自由度,它能展现出更丰富的量子行为。报告中,张博士在回顾了BEC和自旋凝聚体的基本知识后,介绍了光阱和光晶格中旋量凝聚体的基态性质和动力学演化、通过控制原子的相互作用制备需要的量子态等,还展示了IAMS最近的相关实验结果。在实验技术方面,张博士还对两种可实现全光阱的激光器(CO2激光和Nd:YAG激光)做了一个比较,分析了它们各自的特点和优势。最后,张博士介绍了他们今后的研究方向,如非破坏性的成像等。

  林育如博士的报告以“超冷中性原子中的人造规范势”(Syntheticgaugepotentialsforultracoldneutralatoms)为题。我们知道,带电粒子在磁场(或者规范场)中有着相当多的丰富而有趣的物理行为,但目前我们实现的BEC和一般的冷原子系统,其原子都是电中性的,这大大限制了我们对其可能进行的操作。不过研究发现,如果我们恰当的选择激光的频率和空间构造,让其将原子的内部能级耦合起来,那么在某些情况下可以将这种激光的耦合作用等效为一个规范场。也就是说,我们在电中性的原子中产生了等效的磁场!林育如博士等人采用两束拉曼光与Rb87原子BEC耦合,这种构型所产生的人造磁场在实验室系中具有很好的稳定性,这一特点使得今后加入光晶格进行进一步研究成为可能。这一构型在理论上还没有不能旋转的限制。如果具有一个合适的光的构造,它还可以产生足够大的人造磁场以观测量子霍尔效应。更妙的是,在耦合比较弱的时候,产生的规范势可以与自旋相关,也就是说,我们还可以把自旋轨道耦合考虑进来。这一点可以进一步推广以产生非阿贝尔的规范势并实现拓扑绝缘体。

  陈应诚博士的报告名为“冷原子中的非线性光学”(Nonlinearopticswithcoldatoms)。电磁诱导透明(EIT)为非线性光学过程提供了一个很好的实验方法,借助于EIT效应,我们可以实现交叉相位调制、全光学开关、四波混频等等。而基于EIT效应发展的慢光、光存储和静态光吸引了包括陈博士在内的很多人的注意。慢光和静态光脉冲提高了光和物质的作用时间,使得非线性光学过程有更显著的效率以致只需要很低强度的光甚至单光子即可观测到宏观效应。利用这一技术,光子和光子之间的相互作用的实现、量子比特操作的实现都成为了可能。慢光、光存储、静态光的研究对量子信息也有很大的影响并且有可能在其中得到应用。报告中,陈应诚博士详细介绍了他们在冷原子中使用慢光或者静态光加强非线性光学过程效率的实验结果,并做了详细的分析,最后他还讨论了上述实验向单光子水平推进的可能性。

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