报告题目：基于超冷原子的量子器件研究

报 告 人：杨涛教授，西北大学现代物理研究所

报告时间：2024年8月30日（周五）15：00

报告地点：物理学院318会议室

报告人简介：

杨涛，西北大学现代物理研究所教授，博士生导师，陕西省理论物理前沿重点实验室副主任，陕西省电子学会量子电子与光电子专业委员会副主任委员。主要从事超冷原子动力学，强关联系统理论与计算等方面的研究工作。西北大学学士、硕士，英国诺丁汉大学博士，澳大利亚昆士兰大学Ethel Raybould访问学者。在Journal of High Energy Physics，Physical Review A，Physical Review B，Journal of Physics B等权威期刊发表论文50余篇。主持国家自然科学基金面上项目等5项，陕西省基础科学重大研究计划项目1项，陕西省基础科学（数学、物理）研究院重点项目1项，参与国家自然科学基金重点项目1项(西北大学课题负责人)。是国家基金委彭桓武高能基础理论研究中心、“陕西省量子多体理论与量子调控”重点科技创新团队和“三秦学者”量子物理创新团队的骨干成员。

报告提纲：

玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）是量子模拟的重要平台之一，也是构建原子器件的重要载体，其超流性以及非线性效应使系统具有独特的性质。在量子液滴系统中，通过对双分量BEC种间和种内相互作用的调控，并考虑量子涨落带来的Lee-Huang-Yang修正，可以实现吸引和排斥两种相互作用形式共存，使系统无需借助外部约束而实现自束缚平衡。光学晶格对量子液滴的稳定性和动力研究具有重要意义。我们发现光晶格中量子液滴的Bogoliubov激发谱可分为同步模式、布洛赫声学模式和晶格非均匀占据模式。通过对晶格液滴的猝灭动力学以及Floquet动力学的研究，可以探索实验上观测同步模式频谱的有效方式。通过对晶格液滴朗道临界速度的观测可以实现实验测定布洛赫声学模。当原子数目低于临界填充时，不同格点位置间的密度涨落将诱导系统的不稳定性，空位在晶格中形成并蔓延。这项工作为测量晶格液滴激发谱和理解其超流性及稳定性奠定了理论基础。另一方面，我们针对具有简单排斥相互作用的单分量BEC在超流振荡电路中的状态和输运性质展开研究。该电路借由介观通道连接两个载有BEC源的存储单元。由于两个存储单元中初始BEC原子数目的落差，通道内形成振荡电流。在研究中，我们发现了通道内临界电流的存在。通过细致研究存储单元中原子数目振荡幅度随系统参数的变化，可以总结出有效的耗散电阻源于涡旋对的形成。不仅如此，我们发现涡旋对的产生起到量子整流的功能，当有效“电流”达到临界时，系统通过产生涡旋对使得电流减少一个“量子”。我们发展了等效的LC整流振荡电路，整个等效电路具有限压和限流的双重特性。该研究表明我们设计的超流体电路自带量子整流的特性。