主要从事和超冷原子物理相关的理论研究,已发表论文30篇,其中PRL 7篇。主要成果包括在国际上最早提出偶极BEC的概念并研究了它的基态性质、元激发、自由膨胀和涡旋态及涡旋晶格结构以及提出探测偶极效应的实验方法;在旋量BEC中引入磁偶极相互作用,研究了它的量子磁性,提出用它制备多原子最大纠缠态的办法;描绘出偶极旋量BEC的完整相图,预言了其中的自发自旋结构;研究了偶极格点模型,发现了条纹和层状超固体相;研究了光晶格中涡旋晶格的结构相变;首次明确地给出旋量BEC中单模近似的适用范围,研究了由粒子数涨落所引起的旋量BEC 的量子相及其磁化强度矢量的扩散;给出旋量BEC在外磁场下的基态和有限温度热力学相图;系统地研究了偶极费米气体的基态、热力学和动力学性质。其中(1)标量BEC中偶极效应(2)旋量BEC中的自发自旋涡旋结构(3)光晶格中涡旋晶格的结构相变等三项理论工作已经得到实验证实。
dipolar quantum gases;spin-orbit coupling;shape resonance;topological superfluid;superradiance
偶极量子气体是在量子简并温度以下由具有较大的磁或电偶极矩的原子或分子组成的稀薄气体。由于粒子间存在长程和各向异性的偶极-偶极相互作用,偶极量子气体会呈现出和通常的稀薄原子和分子气体不同新奇性质。在本项目中,我们从玻色气体和费米气体两个方面分别探讨了偶极量子气体的性质,包括自旋-轨道耦合的偶极凝聚体、形状共振区中的偶极费米气体、具有腔辅助的自旋-轨道耦合的凝聚体等。已发表SCI论文12篇,其中包括4篇PRL、7篇PRA/PRB和1篇Science China-Physics, Mechanics & Astronomy。另有2项相关工作已完成并投稿。