超冷原子旋量气体的量子光学特性及其应用研究

项目名称： 超冷原子旋量气体的量子光学特性及其应用研究

项目编号： No.10874045

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2009

项目学科： 电工技术

项目作者： 董光炯

作者单位： 华东师范大学

项目金额： 30万元

中文摘要： 超冷原子气在量子仿真、超高精密度测量，量子信息、超冷化学等领域有广泛而重要的应用,是目前原子物理中最为活跃的一个前沿领域。我们根据国际上在该领域的发展趋势，开展了相应的研究，得到如下成果：（1） 我们发现了局域场效应在光和超冷原子气体相互作用中的不可忽略的重要作用，成功解释了物质波的非对称衍射现象 (K. Li et al., Phys. Rev. Lett. 101, 250401(2008))，预言了局域场效应引起的光晶格形变。（2）通过光学腔实现原子数目很少的玻色爱因斯坦凝聚体的动力学的检测。（3）提出利用光和旋量原子气体的相互作用实现cluster 态的连续变量纠缠的存储以及读取的研究。（4）理论解释了相干增强拉曼散射的物理机制。（5）利用Λ24418;原子分子绝热通道技术制备分子凝聚体的理论研究，得到利用非线性不稳增强原子分子转换效率的条件；（6）提出利用R型光缔合极性分子的理论方案。这些结果对于精密测量，冷分子制备、光量子信息存储中具有潜在的应用。

中文关键词： 超冷原子气体; 局域场;光晶格; 光缔合;拉曼散射

英文摘要： Research of cold atomic gases, which have many application in quantum simulation, quantum information, quantum metrology and ultracold chemistry, is currently a very active frontier in atom physics. Catching up with rhe research trend, we have performed relevent investigation, and obtained: (1)Unnegligible local field effect in interaction between light and cold atom gases is relevant to the explanation of asymmetric matter wave diffraction (K. Li et al., Phys. Rev. Lett. 101, 250401(2008)) , and can induce deformation of optical lattices; (2) cavity measurement of a small spin-one Bose-Einstein condensate; (3) mechanism for coherently enhancing Raman scattering in an atomic gas; (4) storage and retrieve of entangled cluster states wihtin four separat atomic ensembles; (5) Nonlinear instability enhanced atom-molecules transfer efficiency within a Λystem; (6) a R-type atom-molecule adibatic passage for efficiently photoassociating molecular Bose-Einstein condensate. These results are of potential application in quantum simulation, quantum metrology ,quantum information and optical information processing.

英文关键词： cold atomic gas; local field effect; optical lattice; photoassociation; Raman scattering