光晶格中多组分超冷原子气体的量子相变及多体冷却技术的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11304386
  • 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:
    A2105.极端环境下的原子分子物理
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Study of ultracold gases in an optical lattice, a quantum simulator of many-body quantum physics in the field of condensed matter physics, is one of the most active areas in contemporary physics. Particularly, Exploring quantum many-body effects and many-body cooling scheme is an important issue for understanding quantum phenomena, including quantum magnetism and high-Tc superconductivity, and designing macroscopic quantum materials. However, The requirements to observe these novel quantum phenomena in ultracold gases are to achieve extremely low temperature of the order of 100 pK, which is still out of reach experimentally, and new cooling schemes are needed. In this project, we study novel quantum phases and thermodynamical properties of ultracold multi-component bosonic gases in an optical lattice and focus on interaction induced cooling scheme towards novel quantum phases, based on dynamical mean field theory. First, we study bosonic many-body systems loaded into optical lattices, which is well described by Bose-Hubbard model, and obtain zero- and finite-temperature phase diagrams of these systems. Second, we study finite-temperature thermodynamical properties of quantum many-body systems, and focus on changes of critical temperature and entropy of competing phases against interactions. Finally, we investigate the interplay between contact and long-range interactions and their influence on stability and thermodynamical properties of these phases, and describes interaction induced cooling scheme in the adiabatical processes, which are most often used experimentally. We expect our work to provide valuable insight for realizing novel quantum phases in upcoming experiments.
利用光晶格中装载的超冷原子气体模拟凝聚态物理中的微观机理是当前最活跃的前沿课题之一。其中研究量子多体效应对光晶格中强关联系统的影响,探索新的量子多体冷却手段,对量子磁化效应、高温超导理论以及宏观量子材料的设计有很重要的意义。然而理论研究表明光晶格中超冷原子的磁化临界转变温度约100 pK,实验室中需要新的冷却手段才能达到这个临界温度。本项目基于动力学平均场理论,研究强关联效应以及自旋自由度对超冷原子气体性质的影响。具体来讲,基于改进的Hubbard模型利用动力学平均场理论对实验室条件下的超冷原子气体进行数值模拟,获得光晶格中多组分强关联玻色系统的零温和有限温度下的相图;其次,研究量子多体系统的热力学性质,给出相的临界温度以及熵随温度、相互作用的变化;最后,探讨原子之间的接触势以及长程偶极势对整个体系性质的影响,研究相互作用引起的量子多体冷却机制,以便对当前的实验进展进行理论的指导与建议。

结项摘要

利用光晶格中装载的超冷原子气体模拟凝聚态物理中的微观机理是当前最活跃的前沿课题之一。其中,研究量子多体效应对光晶格中强关联系统的影响,对量子磁化效应、高温超导理论以及宏观量子材料的设计有很重要的意义。本项目基于动力学平均场理论,研究强关联效应以及自旋自由度对超冷原子气体性质的影响。首先,基于改进的Hubbard 模型利用动力学平均场理论对实验室条件下的超冷原子气体进行数值模拟,获得光晶格中强关联的旋量玻色系统的零温和有限温度下的相图;其次,研究大自旋体系的基本性质,探讨量子涨落对体系性质的影响;最后,探讨原子之间的接触势以及长程偶极势对整个体系性质的影响,研究相互作用引起的量子多体冷却机制,以便对当前的实验进展进行理论的指导与建议。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Near-threshold photodetachment cross section of negative atomic boron ions
负原子硼离子的近阈值光脱离截面
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Liu, Jinlei;Li, Yongqiang;Wu, Jianhua;Yuan, Jianmin
  • 通讯作者:
    Yuan, Jianmin
Versatile code DLAYZ forinvestigating population kinetics and radiative properties of plasmas
用于研究等离子体的群体动力学和辐射特性的多功能代码 DLAYZ
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    High Energy Density Physics
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Jiaolong Zeng;李永强;Fengtao Jin;Jianmin Yuan
  • 通讯作者:
    Jianmin Yuan
Magnetic phase transitions of spin-1 ultracold bosons in a cubic optical lattice
立方光学晶格中自旋 1 超冷玻色子的磁相变
  • DOI:
    10.1103/physreva.93.033622
  • 发表时间:
    2015-07
  • 期刊:
    Phys. Rev. A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yongqiang Li;Liang He;Walter Hofstetter
  • 通讯作者:
    Walter Hofstetter
Anisotropic pair superfluidity of trapped two-component Bose gases in an optical lattice
光学晶格中捕获的双组分玻色气体的各向异性对超流性
  • DOI:
    10.1088/1367-2630/15/9/093028
  • 发表时间:
    2012-03
  • 期刊:
    New Journal of Physics
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Li, Yongqiang;He, Liang;Hofstetter, Walter
  • 通讯作者:
    Hofstetter, Walter
Coherence and resonance effects in the ultra-intense laser-induced ultrafast response of complex atom
超强激光诱导复杂原子超快响应中的相干和共振效应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Scientific Reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Wenpu Dong;JiaoLong Zeng;Zengxiu Zhao;Jianmin Yuan
  • 通讯作者:
    Jianmin Yuan

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其他文献

氦等离子体接枝聚合棉织物的疏水改性
  • DOI:
    10.13475/j.fzxb.20150602905
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    谭道明
四边简支双曲率蜂窝夹层薄壳自由振动分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张英杰;颜云辉;李永强;李洁
  • 通讯作者:
    李洁
基于车载激光扫描的公路三维信息提取
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戴华阳;李永强;刘会云;张卡;盛业华
  • 通讯作者:
    盛业华
大块非晶态合金成形技术研究现状
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    吴参军;寇生中;李永强;索红莉
  • 通讯作者:
    索红莉
职场排斥的作用机制与本土化发展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    心理科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈晨;杨付;李永强
  • 通讯作者:
    李永强

其他文献

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李永强的其他基金

高轨道光晶格中的非平衡动力学研究
  • 批准号:
    12374252
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高轨道光晶格中强关联超冷原子气体的量子特性研究
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相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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