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能级间的Landau-Zener隧穿效应是一种非常重要的量子现象,它描述一个系统在外场驱动下相邻能级间的量子隧穿。这种隧穿效应普遍地存在于各类系统中,如化学系统、核物理系统和自旋体系等。本论文主要讲述了线性Landau-Zener隧穿效应的基本模型及其在不同驱动下的行为,并在此基础上介绍了非线性二能级Landau-Zener模型,同时介绍了BEC系统中的非线性Landau-Zener隧穿效应。主要内容如下:
1. 简单回顾Landau-Zener隧穿效应的提出与发展历程,并概述了Landau-Zener隧穿理论最新研究进展。
2. 主要介绍Landau-Zener隧穿效应的基本理论。首先简单推导了量子绝热理论,并给出了量子绝热理论的适用条件;接着分别介绍了Landau-Zener隧穿效应的两种描述方式:Landau的绝热跃迁模型和Zener的隧穿模型。
3. 主要研究了在不同驱动下的线性Landau-Zener隧穿行为。首先给出标准的Landau-Zener模型即线性二能级模型,然后介绍了在均匀场驱动下的Landau-Zener效应,接着分析了三种极限条件下周期场驱动的Landau-Zener隧穿。分析表明,在高频和低频极限条件下,隧穿总是被抑制;在弱耦合极限下,出现了共振情况。
4. 给出非线性二能级模型并从数值模拟和解析解两方面分析了非线性Landau-Zener隧穿效应。结果表明,当非线性强度超过某一临界值时,即使在绝热近似下,也出现了能级间的隧穿。
5. 简单介绍了BEC中的非线性Landau-Zener隧穿效应。首先给出了BEC的相关基础知识,然后分析了光晶格中的非线性Landau-Zener隧穿效应,发现在布里渊区边界处,布洛赫带间出现环状结构,最后简单介绍了两阱中产生隧穿的条件。