自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中无序效应的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61405003
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0506.激光
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

In 2011, a spin-orbit coupled Bose-Einstein condensate was realized in an ultracold atom experiment. Due to the Nonabelian characteristics of spin-orbit coupling and the macroscopic degeneracy of ground states of a free boson system, the Bose-Einstein condensates exhibit many novel behaviors in off-diagonal long-range orders, topological excitations, dynamical behaviors, etc. In this program, we will study the mechanism of the interplay between disorders and spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates, and also the resulting effects on the properties of the condensates. We will first consider a classical impurity moving in a spin-orbit coupled Bose-Einstein condensate, and calculate the screening effects experienced by the impurity due to the condensate. Then, we will further consider quantum impurities, that is, Rydberg electron and quantum dot. We will calculate the scattering cross section of interactions between the Rydberg electron and the condensate, the screening effects experienced by the Rydberg electron, the energy levels of the Rydberg electron, and also the hopping dynamics between the energy levels due to scattering with the condensate. We will also study the hopping processes for the electron in the quantum dot when it moves in the condensate. The other part in this program is to study the mechanism of interplay between quenched disorder and particle-particle interactions in a disordered spin-orbit coupled Bose-Einstein condensate, and also the effects on the localization properties of wave functions of the bosons. We will calculate the renormalization of the particle-particle interactions and also the mass of the bosons due to the existence of the quenched disorder. We will also study the screening effects on the impurity potentials and the corresponding mechanisms. After that, we will obtain the localization behaviors of the wave functions of the bosons. These studies will help to understand the special role of the spin-orbit coupling in Bose-Einstein condensates and also the mechanism of interplay between disorders and the spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates. Besides, these studies will also be useful for the applications of spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates.
2011年超冷原子实验实现了自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体。由于自旋轨道耦合的非阿贝尔性质及其系统基态具有无穷简并度,凝聚体在许多方面呈现新颖的行为,如非对角长程序、拓扑激发态、动力学等。本项目将研究自旋轨道耦合凝聚体中的无序效应及物理机制。首先研究单个动力学杂质与凝聚体作用,分别考虑经典杂质、里德堡电子、量子点。研究经典杂质受到的屏蔽效应,里德堡电子与凝聚体作用的散射截面及受到的屏蔽效应,其能级、波函数和能级跃迁动力学,量子点内部能级跃迁动力学等。然后研究淬火型无序与玻色子两体相互作用之间的相互影响及对波函数局域化的影响,得到无序对两体相互作用和有效质量的重整化及两体相互作用对杂质势的屏蔽效应,以及波函数的局域化行为。这些研究将有助于揭示自旋轨道耦合在玻色系统中的作用以及无序与自旋轨道耦合凝聚体相互作用机理,同时也对自旋轨道耦合凝聚体的应用起理论指导作用。

结项摘要

超冷原子系统中通过光与原子相互作用产生作用于原子的有效的规范场,实验中通过这种方式产生了具有自旋轨道耦合作用的玻色-爱因斯坦凝聚的原子气体。这种物质态首次在实验室中制备。本项目主要通过研究杂质在其中的动力学行为来研究自旋轨道耦合起的特定的作用以及该玻色-爱因斯坦凝聚体的特有的性质。在项目执行期间 在该课题上发表取得两个成果。一是研究了两杂质在该凝聚体中的Casimir势,发现了具有振荡的行为。二是研究了杂质在Weyl以及Rashba自旋轨道耦合凝聚体中的超流临界速度,揭示了自旋轨道耦合对系统对称性的影响以及对超流临界速度的影响。此外,在相关的问题上也取得一些成果,包括在自旋轨道耦合光晶格系统中的绝缘体的行为,在具有Rashba作用的巨磁阻效应中的热产生问题。由本项目资助的论文中,项目负责人以第一作者已发表Physical Review A一篇,培养的硕士研究生为第一作者项目负责人为通讯作者已发表SCI论文一篇,项目负责人参与的SCI论文已发表3篇,项目组成员已发表Physical Review A一篇。通过本项目的研究对深入研究具有自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体的性质以及自旋轨道耦合在凝聚态中起的作用具有一定的意义。研究成果对实验以及潜在的应用具有一定的借鉴意义。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Oscillating Casimir potential between two impurities in a spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate
自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚中两种杂质之间的振荡卡西米尔势
  • DOI:
    10.1103/physreva.96.043617
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    He Pei-Song;Ji An-Chun;Sun Qing
  • 通讯作者:
    Sun Qing
Mott transition and antiferromagnetism of cold fermions in the decorated honeycomb lattice
装饰蜂窝晶格中冷费米子的莫特跃迁和反铁磁性
  • DOI:
    10.1103/physreva.90.053627
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Physical Review A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Lin Heng-Fu;Chen Yao-Hua;Liu Hai-Di;Tao Hong-Shuai;Liu Wu-Ming
  • 通讯作者:
    Liu Wu-Ming
An alternative to the spin-coupled interface resistance for describing heat generation
用于描述热量产生的自旋耦合界面电阻的替代方案
  • DOI:
    10.1016/j.physb.2017.04.004
  • 发表时间:
    2017-02
  • 期刊:
    PHYSICA B-CONDENSED MATTER
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Zhang Xiao-Xue;Zhu Yao-Hui;He Pei-Song;Li Bao-He
  • 通讯作者:
    Li Bao-He
Mechanisms of Spin-Dependent Heat Generation in Spin Valves
自旋阀中自旋相关发热的机制
  • DOI:
    10.1088/0256-307x/34/6/067202
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    CHINESE PHYSICS LETTERS
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Zhang Xiao-Xue;Zhu Yao-Hui;He Pei-Song;Li Bao-He
  • 通讯作者:
    Li Bao-He
Superfluid critical velocity of spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates
自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的超流临界速度
  • DOI:
    10.1140/epjd/e2017-80209-4
  • 发表时间:
    2017-09
  • 期刊:
    EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL D
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Liu Jian-Hua;He Pei-Song
  • 通讯作者:
    He Pei-Song

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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