基于高斯型脉冲的非线性Ramsey干涉

陈超; 田钢; 于术娟; 杨世平

doi:10.7498/aps.62.225202

摘要

基于非线性Rosen-Zener隧穿理论, 利用高斯型脉冲研究了双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体的非线性Ramsey干涉. 通过数值模拟得到了丰富的非线性Ramsey干涉图样, 分别讨论了粒子间相互作用和高斯型脉冲的周期对干涉图样的影响. 通过哈密顿正则关系得到了干涉条纹的基频表达式, 并借助傅里叶变换对Ramsey干涉条纹的频率进行分析, 得到了干涉条纹的基频随粒子间相互作用及脉冲周期的变化关系. 比较数值和解析结果发现两者符合得很好.

关键词:

Abstract

According to the theory of nonlinear Rosen-Zener tunneling, we investigate the nonlinear Ramsey interference of Bose-Einstein condensate in a double-well potential with Gaussian pulse. Rich Ramsey fringes are shown by the numerical simulations. The influences on the fringes of the atom-atom interaction and the period of Gaussian pulse are discussed. We obtain the analytical expression for the fundamental frequency of Ramsey fringes by using Hamilton equation. The relation of the frequency to the interaction strength and the Gaussian-pulse period is found by analyzing the fringes through Fourier transformation. The numerical simulations are consistent with our theoretical predictions.

Keywords:

作者及机构信息

1.
河北师范大学物理科学与信息工程学院, 石家庄 050024

基金项目: 河北省自然科学基金(批准号: A2010000343)资助的课题.

Authors and contacts

1.
College of Physics Science and Information Engineering, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050024, China

Funds: Project supported by the Natural Science Foundation of Hebei Province, China (Grant No. A2010000343).

参考文献

[1]	Ramsey N F 1950 Phys. Rev. 78 695
[2]	Mousavi S V, Campo A del, Lizuain I, Muga J G 2007 Phys. Rev. A 76 033607
[3]	Fertig C, Gibble K 2000 Phys. Rev. Lett. 85 1622
[4]	Peters A, Chung K Y, Chu S 1999 Nature 400 849
[5]	Canuel B, Leduc F, Holleville D, Gauguet A, Fils J, Virdis A, Clairon A, Dimarcq N, Bordé C J, Landragin A 2006 Phys. Rev. Lett. 97 010402
[6]	Durfee D S, Shaham Y K, Kasecich M A 2007 Phys. Rev. Lett. 97 240801
[7]	Gustavson T L, Bouyer P, Kasevich M A 1997 Phys. Rev. Lett. 78 2046
[8]	Weiss D S, Young B N, Chu S 1993 Phys. Rev. Lett. 70 2706
[9]	Grifoni M, Hanggi P 1998 Phys. Rep. 304 229
[10]	Dalfovo F, Giorgini S, Pitaevskii L P, Stringari S 1999 Rev. Mod. Phys. 71 463
[11]	Leggett A J 2001 Rev. Mod. Phys. 73 307
[12]	Albiez M, Gati R, Folling J, Hunsmann S, Cristiani M, Oberthaler M K 2005 Phys. Rev. Lett. 95 010402
[13]	Liu J, Wu B, Niu Q 2003 Phys. Rev. Lett. 90 170404
[14]	Xi Y D, Wang D L, She Y C, Wang F J, Ding J W 2010 Acta Phys. Sin. 59 3720 (in Chinese) [奚玉东, 王登龙, 佘彦超, 王凤姣, 丁建文 2010 59 3720]
[15]	Wang S, Yang Z A 2009 Acta Phys. Sin. 58 3699 (in Chinese) [王沙, 杨志安 2009 58 3699]
[16]	Thomas G F 1983 Phys. Rev. A 27 2744
[17]	Ye D F, Fu L B, Zhao H, Liu J 2007 Acta Phys. Sin. 56 5071 (in Chinese) [叶地发, 傅立斌, 赵鸿, 刘杰 2007 56 5071]
[18]	Wang J Z, Cao H, Dou F Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 220305 (in Chinese) [王建忠, 曹辉, 豆福全 2012 61 220305]
[19]	Wang H L, Yang S P 2008 Acta Phys. Sin. 57 4700 (in Chinese) [王海雷, 杨世平 2008 57 4700]
[20]	Liu J, Wang W G, Zhang C W, Niu Q, Li B W 2005 Phys. Rev. A 72 063623
[21]	Li L, Li Z D, Malomed B A, Mihalache D, Liu W M 2005 Phys. Rev. A 72 033611
[22]	Kohler S, Sols F 2002 Phys. Rev. Lett. 89 060403
[23]	Ma Y, Fu L B, Yang Z A, Liu J 2006 Acta Phys. Sin. 55 5625 (in Chinese) [马云, 傅立斌, 杨志安, 刘杰 2006 55 5625]
[24]	Li S C, Fu L B, Duan W S, Liu J 2008 Phys. Rev. A 78 063621
[25]	Li S C 2010 J. Phys. B 43 205303
[26]	Li S C, Duan W S 2009 Acta Phys. Sin. 58 4396 (in Chinese) [栗生长, 段文山 2009 58 4396]
[27]	Meng H J, Gou X Q, Wang W Y, Yang Y, Ma Y, M Y Y, Duan W S 2012 Acta Phys. Sin. 61 197301 (in Chinese) [蒙红娟, 苟学强, 王文元, 杨阳, 马莹, 马云云, 段文山 2012 61 197301]
[28]	Hua W, Li B, Liu X S 2011 Chin. Phys. B 20 060308
[29]	Xi Y D, Wang D L, He Z M, Ding J W 2009 Chin. Phys. B 18 939
[30]	Fang J S 2008 Chin. Phys. B 17 3996
[31]	Lee C H, Huang J B, Deng H M, Dai H, Xu J 2012 Front. Phys. 7 109

施引文献

[1]	Ramsey N F 1950 Phys. Rev. 78 695
[2]	Mousavi S V, Campo A del, Lizuain I, Muga J G 2007 Phys. Rev. A 76 033607
[3]	Fertig C, Gibble K 2000 Phys. Rev. Lett. 85 1622
[4]	Peters A, Chung K Y, Chu S 1999 Nature 400 849
[5]	Canuel B, Leduc F, Holleville D, Gauguet A, Fils J, Virdis A, Clairon A, Dimarcq N, Bordé C J, Landragin A 2006 Phys. Rev. Lett. 97 010402
[6]	Durfee D S, Shaham Y K, Kasecich M A 2007 Phys. Rev. Lett. 97 240801
[7]	Gustavson T L, Bouyer P, Kasevich M A 1997 Phys. Rev. Lett. 78 2046
[8]	Weiss D S, Young B N, Chu S 1993 Phys. Rev. Lett. 70 2706
[9]	Grifoni M, Hanggi P 1998 Phys. Rep. 304 229
[10]	Dalfovo F, Giorgini S, Pitaevskii L P, Stringari S 1999 Rev. Mod. Phys. 71 463
[11]	Leggett A J 2001 Rev. Mod. Phys. 73 307
[12]	Albiez M, Gati R, Folling J, Hunsmann S, Cristiani M, Oberthaler M K 2005 Phys. Rev. Lett. 95 010402
[13]	Liu J, Wu B, Niu Q 2003 Phys. Rev. Lett. 90 170404
[14]	Xi Y D, Wang D L, She Y C, Wang F J, Ding J W 2010 Acta Phys. Sin. 59 3720 (in Chinese) [奚玉东, 王登龙, 佘彦超, 王凤姣, 丁建文 2010 59 3720]
[15]	Wang S, Yang Z A 2009 Acta Phys. Sin. 58 3699 (in Chinese) [王沙, 杨志安 2009 58 3699]
[16]	Thomas G F 1983 Phys. Rev. A 27 2744
[17]	Ye D F, Fu L B, Zhao H, Liu J 2007 Acta Phys. Sin. 56 5071 (in Chinese) [叶地发, 傅立斌, 赵鸿, 刘杰 2007 56 5071]
[18]	Wang J Z, Cao H, Dou F Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 220305 (in Chinese) [王建忠, 曹辉, 豆福全 2012 61 220305]
[19]	Wang H L, Yang S P 2008 Acta Phys. Sin. 57 4700 (in Chinese) [王海雷, 杨世平 2008 57 4700]
[20]	Liu J, Wang W G, Zhang C W, Niu Q, Li B W 2005 Phys. Rev. A 72 063623
[21]	Li L, Li Z D, Malomed B A, Mihalache D, Liu W M 2005 Phys. Rev. A 72 033611
[22]	Kohler S, Sols F 2002 Phys. Rev. Lett. 89 060403
[23]	Ma Y, Fu L B, Yang Z A, Liu J 2006 Acta Phys. Sin. 55 5625 (in Chinese) [马云, 傅立斌, 杨志安, 刘杰 2006 55 5625]
[24]	Li S C, Fu L B, Duan W S, Liu J 2008 Phys. Rev. A 78 063621
[25]	Li S C 2010 J. Phys. B 43 205303
[26]	Li S C, Duan W S 2009 Acta Phys. Sin. 58 4396 (in Chinese) [栗生长, 段文山 2009 58 4396]
[27]	Meng H J, Gou X Q, Wang W Y, Yang Y, Ma Y, M Y Y, Duan W S 2012 Acta Phys. Sin. 61 197301 (in Chinese) [蒙红娟, 苟学强, 王文元, 杨阳, 马莹, 马云云, 段文山 2012 61 197301]
[28]	Hua W, Li B, Liu X S 2011 Chin. Phys. B 20 060308
[29]	Xi Y D, Wang D L, He Z M, Ding J W 2009 Chin. Phys. B 18 939
[30]	Fang J S 2008 Chin. Phys. B 17 3996
[31]	Lee C H, Huang J B, Deng H M, Dai H, Xu J 2012 Front. Phys. 7 109

[1]	谢轲, 罗继红, 姚星灿. 基于退磁冷却的镝原子玻色-爱因斯坦凝聚制备. , 2024, 73(21): 216701. doi: 10.7498/aps.73.20241299
[2]	邱旭, 王林雪, 陈光平, 胡爱元, 文林. 自旋张量-动量耦合玻色-爱因斯坦凝聚的动力学性质. , 2023, 72(18): 180304. doi: 10.7498/aps.72.20231076
[3]	邢健崇, 张文静, 杨涛. 玻色-爱因斯坦凝聚中的非正则涡旋态及其动力学. , 2023, 72(10): 100306. doi: 10.7498/aps.72.20222289
[4]	贾瑞煜, 方乒乒, 高超, 林机. 玻色-爱因斯坦凝聚体中的淬火孤子与冲击波. , 2021, 70(18): 180303. doi: 10.7498/aps.70.20210564
[5]	郭慧, 王雅君, 王林雪, 张晓斐. 玻色-爱因斯坦凝聚中的环状暗孤子动力学. , 2020, 69(1): 010302. doi: 10.7498/aps.69.20191424
[6]	袁都奇. 三维简谐势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的边界效应. , 2014, 63(17): 170501. doi: 10.7498/aps.63.170501
[7]	农春选, 李明, 陈翠玲. Ξ型三能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体单模光场系统中双模原子激光的压缩性质. , 2014, 63(4): 043202. doi: 10.7498/aps.63.043202
[8]	李志, 王建忠. 自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚势垒散射特性的研究. , 2013, 62(10): 100306. doi: 10.7498/aps.62.100306
[9]	李明, 陈鼎汉, 陈翠玲. Ξ型三能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体对光场压缩性质的影响. , 2013, 62(18): 183201. doi: 10.7498/aps.62.183201
[10]	宋立军, 严冬, 刘烨. 玻色-爱因斯坦凝聚系统的量子Fisher信息与混沌. , 2011, 60(12): 120302. doi: 10.7498/aps.60.120302
[11]	李明. 原子玻色-爱因斯坦凝聚体对V型三能级原子激光压缩性质的影响. , 2011, 60(6): 063201. doi: 10.7498/aps.60.063201
[12]	曲春雷, 赵清. 周期驱动玻色-爱因斯坦凝聚系统的棘齿效应. , 2009, 58(7): 4390-4395. doi: 10.7498/aps.58.4390
[13]	宗丰德, 杨阳, 张解放. 外势场作用下的玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子的演化与操控. , 2009, 58(6): 3670-3678. doi: 10.7498/aps.58.3670
[14]	严冬, 宋立军, 陈殿伟. 两分量玻色-爱因斯坦凝聚系统的自旋压缩. , 2009, 58(6): 3679-3684. doi: 10.7498/aps.58.3679
[15]	王海雷, 杨世平. 三势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的开关特性. , 2008, 57(8): 4700-4705. doi: 10.7498/aps.57.4700
[16]	王志霞, 张喜和, 沈柯. 玻色-爱因斯坦凝聚中的混沌反控制. , 2008, 57(12): 7586-7590. doi: 10.7498/aps.57.7586
[17]	刘泽专, 杨志安. 噪声对双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系自俘获现象的影响. , 2007, 56(3): 1245-1252. doi: 10.7498/aps.56.1245
[18]	庞海龙, 李英骏, 鲁欣, 张杰. 基于高斯型脉冲驱动的类镍瞬态X射线激光的流体力学模型. , 2006, 55(12): 6382-6386. doi: 10.7498/aps.55.6382
[19]	王冠芳, 傅立斌, 赵鸿, 刘杰. 双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系的自俘获现象及其周期调制效应. , 2005, 54(11): 5003-5013. doi: 10.7498/aps.54.5003
[20]	崔海涛, 王林成, 衣学喜. 低维俘获原子的玻色-爱因斯坦凝聚中的有限粒子数效应. , 2004, 53(4): 991-995. doi: 10.7498/aps.53.991

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