Cs-Cs，Li-Cs和Mg-Mg原子冷和超冷弹性散射特性的理论研究

摘要

激光冷却和囚禁技术推动了冷原子物理的发展，而冷和超冷原子的碰撞因其在冷原子物理中的重要作用而受到人们的广泛关注。冷原子碰撞的散射截面决定着蒸发冷却的效率，其ε-波散射长度的符号表征了玻色-爱因斯坦凝聚的稳定性，同时碰撞还限制了囚禁腔或BEC中原子耦合形成的任何原子激射器的相干长度，对量子统计特性的研究也具有重要意义。 冷原子碰撞的理论研究方法有很多种，本文详细介绍了其中的三种：Numerov法，半经典法(WKB)和变相法，并讨论了三种方法的优缺点。 由于冷原子的散射特性对原子间的相互作用势，更确切地说是对最低束缚态的能量非常敏感，因此计算散射参数需要构建精确的相互作用势。文中介绍了几种获得相互作用势的方法，并利用最新的精确的数据构建了133Cs2三重态，6，7Li133Cs单重态和三重态以及Mg2基态的相互作用势。 本文分别用Numerov法，半经典法，变相法计算了133Cs2分子三重态的散射参数。计算结果与最近的实验数据和理论计算结果相一致。这也证实了用上述三种方法计算得到的散射参数是可靠的。通过变相法研究了在超冷温度下6，7Li133Cs单重态和三重态以及Mg2基态的弹性散射特性，并给出它们散射长度的修正。我们计算得到的几种冷和超冷原子的散射参数具有重要参考价值。对6Li-133Cs和7Li-133Cs，离心势垒存在使相移的大小发生了改变，从而使s-波和p-波的束缚态数目也发生了改变。由于6Li和7Li两种同位素具有不同的质量，使得两者单重态和三重态的散射长度、散射体积和束缚态数目存在一定的差异。

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第一章 引言

1.1冷原子碰撞

1.1.1原子冷却

1.1.2冷原子研究的意义

1.1.3冷碰撞研究的现状

1.2本文的研究背景

第二章低温散射理论

2.1量子散射理论

2.1.1两原子间的碰撞

2.1.2散射振幅

2.2冷原子的弹性散射

2.2.1分波法和径向薛定谔方程

2.2.2 s-波弹性散射

2.2.3相互作用势和散射长度的关系

2.2.4有效力程理论

2.3散射参数的理论计算方法

2.3.1 Numerov法求解散射参数

2.3.2半经典方法求解散射参数

2.3.3变相法求解散射参数

第三章原子间的相互作用势

3.1获得相互作用势的方法

3.2相互作用势的构造

3.2.1长程Van de Waals势和交换势

3.2.2 133Cs原子间的相互作用势

3.2.3 7Li133Cs和6Li133Cs的势能曲线

3.2.4Mg原子间的相互作用势

第四章散射参数的计算结果和数据分析

4.1 133Cs2三重态散射参数的计算结果

4.2超冷6,7Li-133Cs原子弹性散射参数的计算结果

4.2.1 6Li和133Cs的弹性散射特性

4.2.2 7Li和133Cs的弹性散射特性

4.3超冷镁原子弹性散射参数的计算结果

结论

参考文献

致谢

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