BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÍ
HỒ HOÀNG HUY
ĐỘNG HỌC CỦA NGUYÊN TỬ SIÊU LẠNH
TRONG BẪY QUANG HỌC
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÍ
HỒ HOÀNG HUY
ĐỘNG HỌC CỦA NGUYÊN TỬ SIÊU LẠNH
TRONG BẪY QUANG HỌC
NGÀNH: SƯ PHẠM VẬT LÍ
MÃ NGÀNH: 102
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. PHẠM NGUYỄN THÀNH VINH
Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2018
Lời cảm ơn
Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại Khoa Vật lí - Đại học Sư phạm Tp.HCM,
tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ và động viên từ bạn bè, Thầy Cô và Gia đình . Tôi xin
gởi lời cảm ơn chân thành của mình đến
•Các thành viên trong gia đình đã luôn quan tâm, ủng hộ về mặt tinh thần, tạo nên
nguồn động lực để tôi phấn đấu trong quá trình học tập tại trường đại học và bền chí
xuyên suốt quá trình thực hiện khóa luận.
•Các Thầy, Cô giảng viên của Khoa Vật lí - Đại học sư phạm Tp.HCM đã tận tâm trong
quá trình giảng dạy để tôi có thể lĩnh hội kiến thức học thuật và phong cách của một
người giáo viên.
•Thầy, TS. Phạm Nguyễn Thành Vinh, người hướng dẫn khoa học đã hỗ trợ và dẫn dắt
tôi ngay từ những ngày đầu thực hiện nghiên cứu khoa học; giúp tôi phát triển bản
thân về tư duy học thuật, thái độ làm việc; và đã tận tình đọc và góp ý để tôi có thể
hoàn thiện luận văn này.
•Thầy, TS. Tomotake Yamakoshi - Đại học Điện tử - Truyền thông (UEC), Tokyo, Nhật
Bản, người đồng hướng dẫn khoa học, đã tận tâm cố vấn về mặt nội dung cũng như
kĩ thuật tính toán và lập trình trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu khoa học và
đặc biệt là trong khóa luận tốt nghiệp này.
•Các thành viên của nhóm nghiên cứu AMO - Đại học Sư phạm Tp. HCM đã quan tâm
và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu khoa học từ năm thứ hai.
Tp. HCM, ngày 28 tháng 4 năm 2018
Tác giả
Hồ Hoàng Huy
Mục lục
Danh mục chữ viết tắt ................................. i
Danh sách hình vẽ .................................... ii
MỞ ĐẦU ......................................... 1
CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ THUYẾT ....................... 6
1.1 Bài toán hệ lượng tử trong thế tuần hoàn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 BàitoánWannier-Stark............................. 7
1.2.1 Bậc thang Wannier - Stark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2.2 Hiệu ứng xuyên ngầm Landau - Zener . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2.3 Dao động Bloch sử dụng bẫy quang học . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2.3.1 Bẫyquanghọc ......................... 11
1.2.3.2 DaođộngBloch......................... 14
1.2.3.3 Dao động Bloch cổ điển . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH .................... 19
2.1 Sơđồtínhtoánmôphỏng ............................ 19
2.2 Phương pháp chia ô Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.1 BàitoánTISE .............................. 21
2.2.2 BàitoánTDSE.............................. 22
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................. 24
3.1 Kiểm chứng tính chính xác của thuật toán cho bài toán dao động tử điều hòa
mộtchiều ..................................... 24
3.1.1 Bài toán dao động tử điều hòa một chiều . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.1.2 Tính chính xác của chương trình . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2 Quá trình động học của nguyên tử siêu lạnh . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2.1 Biểu hiện của bó sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2.1.1 Sự phụ thuộc của dao động Bloch vào cường độ của trường
ngoài .............................. 31
3.2.1.2 Sự phụ thuộc của dao động Bloch vào độ cao rào thế quang
học ............................... 34
3.2.2 Vận tốc nhóm và vận tốc trung bình của nguyên tử . . . . . . . . . . 37
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..................... 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................... 43