河北工业大学城市学院2013届本科毕业论文前期报告
毕业论文题目：玻色-爱因斯坦凝聚中孤子研究进展
专业（方向）：应用物理
学生信息：学号 095033姓名胡金洁班级物理C092
指导教师信息：姓名李再东职称教授
报告提交日期：2013年3月11-28日
内容要求：
一、对课题的认识和工作过程：
历史长河中，许许多多的事情在不断地被世人发现着，玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensation,缩写为BEC)是科学巨匠爱因斯坦在1925年前预言的一种新物态。他在理论上预言：当理想玻色气体的等于或大于2.612的临界值时将出现独特的玻色-爱因斯坦凝聚现象。本课题为解释玻色爱因斯坦凝聚现象，通过查阅文献，阐述近几年来玻色-爱因斯坦凝聚中孤子研究的若干进展及预示的物理背景。
1、玻色爱因斯坦凝聚现象内容
由知，在＜时就有宏观量级的粒子在能级凝聚。这一现象称为玻色-爱因斯坦凝聚，简称玻色凝聚。称为凝聚温度，凝聚在的粒子集合称为玻色凝聚体。在爱因斯坦理论预言之后，在实验室中如何实现玻色凝聚现象是人们大为关注的问题。通过玻色子，伦敦1938年指出超流与凝聚在的玻色凝聚体有关，其不足之处在于原子之间存在很强的相互作用，使对其波色凝聚的理论分析与实验的比较变得太复杂，所以弱作用玻色气体凝聚的研究得到人们的青睐。理想玻色气体出现玻色爱因斯坦凝聚的临界条件：
故是出现凝聚体的条件。所以，降低温度和增加气体粒子数密度可以实现波色凝聚。［3］在此之后，激光冷却、磁光陷阱、蒸发冷却、碱金属凝聚相继有了突破性的进展。当观察到两块凝聚体重叠显示物质干涉条纹时，一个新的物理研究领域被开创了，即与孤子相关的研究。
2、孤子的概念
物理学界孤子与孤波并无明显的区别，是一种特殊形式的超短脉冲，或者说是一种在传播过程中形状、幅度和速度都保持不变的脉冲状行波。也有把孤子定义为：孤子是与其他同类孤立波相遇后，能保持其幅度、形状和速度不变的波。
1834年8月，英国科学家、造船工程师约翰·斯科特·罗素在勘察运河河道时，看到一只运行的木船，当船突然停下时，船推动的那堆水会出现一个很大的，孤立的隆起，水波的大小、形状和速度变化很缓慢，最后在河道的弯曲处消失了。之后在不列颠协会的报告上，罗素把这个现象称为平移波（后被称为"孤子"或者"孤波""孤立波"）。然后他开始实验，由于罗素不知道为什么能形成孤子，于是他就建造了一座实验波槽做研究。他得出结论，孤子的传播速度与它的高度有关，这些波的存在与水槽的深度有关，若水槽过深就无法观察到孤子现象。通过一段时间的研究，不列颠协会设立的波动委员会得到了一系列有关平面波的主要结论。其后由科学家的进一步研究，先后发现了声孤子、电孤子和光孤子等现象，对社会发展也起了重大的作用。［1］
3、课题研究内容及方法
研究内容：解释玻色爱因斯坦凝聚现象，通过查阅文献，阐述近几年来玻色-爱因斯坦凝聚中孤子研究的若干进展及预示的物理背景。
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