斯坦凝聚实验的首选体系。碱金属原子的￡值在10_‘~10-7足的量级,激光冷却与囚禁原子技术的发展,使得实现低温条件成为可能。原子量大的碱金属原子除了容易进行激光冷却与囚禁外,还具有其它一些适宜于形成玻色一爱因斯坦凝聚的性质:通过有选择的共振激发,可使原子云的密度和能量成为空间和时间的函数,便于获取样品的有关信息;包括氢原子在内,碱金属原子之间的相互作用力很弱,可通过选择自旋态、密度、同位素类别及外加势场青岛大学硕士学位论文等手段来改变。因有这些有利因素,玻色一爱因斯坦凝聚的实验首先在碱金属原子体系中取得了成功。当,<Z时,理想玻色气体的热容量为:C=1.926NkB(T/Tc)”2(1.15)T=0时,C=0:T=I时,q有最大值1.926Nks,这个值大于经典热容量3NkB/2;丁>Z时,理想玻色气体的性质近似服从玻耳兹曼分布,e趋近于3NkB/2。在温度为Z时,理想玻色气体发生相变,如图1.2所示:圈1.2理想玻色气体热容曲线理论研究表明,处于外场中的玻色体系,其粒子的基态波函数的特定形式使得粒子数密度形成一定的空间分布,因而波函数的形式也会在坐标空间中宏观地表现出来。形成凝聚时大部分粒子处于基态,基态粒子分布最集中的地方就是凝聚显现的区域。玻色一爱因斯坦凝聚是一个热力学的动态平衡过程。凝聚体和非凝聚体之间通过不断进行着能量交换,凝聚的原子会成为非凝聚原子,非凝聚原子也会变为凝聚原子。同时凝聚原子和背景气体的碰撞会大大降低凝聚体的寿命,对于碱金属原子,要得到一分钟以上的凝聚体,要求阱的真空度达到10-9mbar?。1.3BEC的实验实现实现玻色一爱因斯坦凝聚的条件极为苛刻和矛盾:一方面需要达到极低的温度,另一方面还需要原子体系处于气态。极低温下的物质如何能保持气态呢?这实在令无数科学家头疼不已。玻色一爱因斯坦凝聚是一种非常普遍的物理现象,玻色一爱因斯坦凝聚的体系可以6
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