該項(xiàng)目主要考慮在某種規(guī)范場(chǎng)下(自旋軌道耦合作用)玻色－愛因斯坦凝聚態(tài)的行為(波函數(shù))。玻色－愛因斯坦凝聚態(tài)是一種新的物質(zhì)狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，宏觀數(shù)目的粒子具有一致的行為。這種物質(zhì)的態(tài)在日常生活中是見不到的。該項(xiàng)目主要應(yīng)用數(shù)值模擬的方法，避免繁難的數(shù)學(xué)，模擬計(jì)算凝聚態(tài)波函數(shù)。得到了波函數(shù)之后，再通過(guò)分析的方法，提出簡(jiǎn)單的模型來(lái)理解其行為。

在冷原子系統(tǒng)中，一種等效的自旋軌道耦合作用可以通過(guò)控制原子-激光之間的相互作用產(chǎn)生出來(lái)。這里我們研究了自旋1/2和自旋1的帶有Rashba自旋軌道相互作用的波色-愛因斯坦凝聚，發(fā)現(xiàn)凝聚波函數(shù)有不平凡的結(jié)構(gòu)。首先，我們用Bogoliubov變換的方法證明在自旋軌道耦合作用下，傳統(tǒng)的凝聚在 態(tài)的波函數(shù)不穩(wěn)定。之后用數(shù)值模擬的方法，我們發(fā)現(xiàn)了基態(tài)的兩個(gè)相。在一個(gè)相中，系統(tǒng)基態(tài)是平面波，而且系統(tǒng)經(jīng)常分裂為不同的疇，疇壁是一排渦旋；這個(gè)相中，時(shí)間反演對(duì)稱性破缺。在另一個(gè)相中，凝聚態(tài)波函數(shù)是駐波，且有自旋帶結(jié)構(gòu)。兩個(gè)相之間的相變由波色子之間的相互作用強(qiáng)度決定。我們還提供了對(duì)這些結(jié)果的理論分析，得到相變點(diǎn)。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 一等獎(jiǎng)
1.2010年10月15日在Physical Review Letters 發(fā)表，該雜志被公認(rèn)為物理學(xué)一級(jí)學(xué)科國(guó)際最權(quán)威的學(xué)術(shù)期刊，已被國(guó)際科學(xué)文獻(xiàn)索引（SCI）權(quán)威檢索收錄，影響因子為 7.180
2.2011年省級(jí)“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)