1. 研究目的与意义（文献综述）

八十多年前，物理学家爱因斯坦做出了一个预言：玻色子在极低温度下会形成玻色-爱因斯坦凝聚体。自从那个时候开始，冷原子就为新的理论创新和实验研究开辟了阵地。

由于冷原子的纯净性和相互作用的可调性，冷原子系统为探索和研究新奇物理提供了理想的平台[1]。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容和目标:

基本内容：原子自旋轨道耦合指：耦合电子的自旋自由度和它的轨道自由度之间的关系，是粒子的自旋与轨道动量的相互作用引起的轨道能级上的”细小“分裂。 而冷原子除了形成bec外，其优势在于它不用考虑热散发，并且探测手段比较丰富多样等。实验上实现自旋轨道耦合：用相反方向传播的一对拉曼光，来耦合原子内部的能级，不同能级对应不同的自旋。原子从一个自旋状态跃迁到另一个时，它会吸收其中一束拉曼光的光子，而释放另一束拉曼光的光子。由于两个光子的动量相反，总的来看，原子获得了两倍光子的动量。因此，原子的质心运动就和原子内部的自旋耦合起来了。

3. 研究计划与安排

第1-3周：根据设计要求，查阅文献资料，了解相关原理，制定技术方案并撰写开题报告。

第4-6周：翻译外文文献，了解冷原子相互作用，理解自旋-轨道耦合的产生原理，并根据哈密顿算符推导自旋-轨道耦合的基础及相应的原理。

第7-10周：学习matlab编程语言，搭建网络实验环境进行仿真出冷原子色散曲线的关系，得出实验结果。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张义财.自旋-轨道耦合的冷原子,中国科学院,2014．

[2] dong l, zhou l, wu b, et al. cavity-assisted dynamical spin-orbit coupling in cold atoms[j]. physical review a, 2014, 89(1):011602.