偶極性玻仕-愛因斯坦凝結之研究

Abstract

本計畫將探討偶極式冷原子BEC 的相關物理,自從1995 年BEC 實驗成功以來, 相關 冷原子物理研究,己經與物理學各領域, 諸如原子分子, 凝態, 非線性, 超流, 超導 等結合, 發展非常快速且豊富.譬如BEC-BCS crossover 的研究已經引起廣泛的性趣. 過去十年來的研究,絕大部份是以稀薄超冷鹼金屬氣體為對像, 原子間之交互作用, 以接觸式作用(contact interaction)來處理, 產生的非線性Schrodinger 方程式, 亦即Gross-Pitaevskii 方程式, 來描述凝結態, 結果已經非常好.雖然偶或有人談及 長距式原子交互作用的系統, 但並無大興趣, 不過今年的實驗, 以鉻原子成功達到 BEC. 經由Feshbach 共振調製技術,可以隨意降低接觸式作用強度, 因此, 這種系統 的原子間交互作用, 主要是偶極式, 所以是長距離的. 原先的局部性非線性方程, 變 成非局部性之非線性方程式, 其解法目前用的多是對猜測波函數做變分, 這其實是很 粗糙的.我們在解這方面方程和密度泛函理論, 已有些技巧和經驗可加以發捍揮, 因 此本計畫擬以我們的技術為基礎, 以偶極式冷原子BEC 為對像,來探討其新物理. 我 們將研究其凝結態, 孤立子間題, 偶極原子在光晶格下的物理, 旋量性BEC, 統計力 學, 在外加電場或磁場下的量子動力學等.