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科学家揭示自旋-轨道耦合自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体的快速输运和分裂过程
作者:小柯机器人 发布时间:2024/6/8 16:51:54

近日,上海大学的陈园园及其研究团队取得一项新进展。经过不懈努力,他们揭示了自旋-轨道耦合自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体的快速输运和分裂过程。相关研究成果已于2024年6月5日在国际知名学术期刊《物理评论A》上发表。

在这项研究中,研究人员研究了可调谐自旋-轨道耦合自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体在谐波势阱中的动力学,重点研究了快速输运、自旋操纵和分裂动力学。利用绝热的捷径,研究人员设计了随时间变化的势阱轨迹和自旋-轨道耦合强度,实现了具备同时自旋翻转功能的快速输运。

此外,研究人员还展示了如何通过调控自旋轨道耦合强度来生成自旋相关的相干态。为了加深对这一现象的理解,他们详细分析了非绝热输运过程及其相关的自旋动力学,并与恒定自旋轨道耦合和势阱速度下的简单场景进行了对比。

他们还借助Gross-Pitaevskii方程,探讨了横向塞曼势和原子间相互作用对系统产生的非线性效应,进一步强调了所提出方案在尖端冷原子实验中的稳定性和实际可行性。

附:英文原文

Title: Fast transport and splitting of spin-orbit-coupled spin-1 Bose-Einstein condensates

Author: Yaning Xu, Yuanyuan Chen, Xi Chen

Issue&Volume: 2024/06/05

Abstract: In this study we investigate the dynamics of tunable spin-orbit-coupled spin-1 Bose-Einstein condensates confined within a harmonic trap, focusing on rapid transport, spin manipulation, and splitting dynamics. Using shortcuts to adiabaticity, we design time-dependent trap trajectories and spin-orbit-coupling strength to facilitate fast transport with simultaneous spin flip. Additionally, we showcase the creation of spin-dependent coherent states via engineering the spin-orbit-coupling strength. To deepen our understanding, we elucidate nonadiabatic transport and associated spin dynamics, contrasting them with simple scenarios characterized by constant spin-orbit coupling and trap velocity. Furthermore, we discuss the transverse Zeeman potential and nonlinear effect induced by interatomic interactions using the Gross-Pitaevskii equation, highlighting the stability and feasibility of the proposed protocols for the state-of-the-art experiments with cold atoms.

DOI: 10.1103/PhysRevA.109.063310

Source: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.109.063310

期刊信息

Physical Review A:《物理评论A》,创刊于1970年。隶属于美国物理学会,最新IF:2.97
官方网址:https://journals.aps.org/pra/
投稿链接:https://authors.aps.org/Submissions/login/new