晶格效应对二维光晶格中超冷费米气体的超流和配对的影响
本文主要利用G0G方案的配对涨落理论，研究晶格效应对二维光晶格势阱中的超冷原子费米气体中的配对和超流性的影响。当具有相同频率的几束激光光束相向进行传播时，光束之间会产生干涉现象，形成明暗相间且场强周期性分布的激光场。利用原子的偶极与场的相互作用可以形成势能场，在此势能场中原子做周期性质心运动。这种利用激光光束干涉和偶极相互作用形成的势网即为光晶格。在二维光晶格中，费米气体被约束在相互耦合的一维管道内，形成连续-光晶格的混合系统。从物理的角度来看，因为光晶格的跃迁积分非常小，因此在紧束缚近似中平面内光晶格能带被占据。在这种情况下，费米气体形成准一维系统。二维晶格作为准一维系统，对于配对和超流影响，与纯三维空间或三维光晶格势阱中的情形有不同的现象。 第一章，我们简单回顾BCS理论和BCS-BEC渡越理论。第二章，我们介绍光晶格中的超流现象，以及混合维度的光晶格实现。第三章，我们通过格林函数描述BCS理论，介绍G0G方案的T矩阵表达式，给出描述超流的完备方程组。通过引入赝能隙，描述BCS-BEC渡越过程。第四章，我们通过上述方程组，求解计算二维光晶格中的超流和配对现象，并探究晶格效应对其的影响。讨论在BCS区、幺正区和BEC区中，系统的超流转变温度Tc关于晶格常数和跃迁积分的变化情况。发现晶格常数、跃迁积分的增加，将提升超流转变温度。我们发现随着系统趋于BEC区，由于费米面的逐渐缩小，化学势发生由正转负的变化，产生有别与BCS区和幺正区的异样曲线变化。随着晶格常数、跃迁积分的增加，在配对超流中的总能隙、赝能隙与序参量取值可能增大。同时随着相互作用的增大，系统从BCS区变化到BEC区，总能隙随温度的变化更趋于稳定。我们发现在幺正区和BEC区，Tc以上和以下都广泛存在着赝能隙。总能隙是一个穿越Tc的光滑函数，序参量在Tc处变为0，而赝能隙随着温度在Tc以下降低而开始降低。在低温度时，温度与超流密度表现出幂级关系。
二维光晶格;超冷原子费米气体;T矩阵近似;配对涨落;晶格常数
浙江大学
硕士
理论物理
陈启瑾
2021
中文
O562
2022-02-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）