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玻色爱因斯坦凝聚体是当前科学研究中广泛关注的热点之一。它不仅为各种非线性现象提供了全新的研究平台,也为量子力学基本问题的研究提供了一个宏观系统。本文在平均场理论的框架下,以Gross-Pitaevskii方程为出发点,主要研究了排斥型凝聚体中的暗孤子动力学,以及凝聚体的宏观量子隧穿。全文共分为六章,具体内容如下: 第一章,介绍了BEC的基本概念,发展历程,基本理论,以及一些基本的实验现象。特别地,详尽地探讨了Gross-Pitaevskii方程描述下的凝聚体的基本特性,以及作为本文研究重点的暗孤子的产生方法。 第二章,阐述了暗孤子的基本动力学行为。包括暗孤子的本质特性、暗孤子的能量、暗孤子与各种势垒的相互作用,以及在各种势阱中的行为。在非同质体系中,暗孤子发生声波辐射,其本质是暗孤子能量的耗散。并且,辐射强度是与孤子加速度的平方成正比的。声-孤子的相互作用为控制暗孤子提供了可能的方法。 第三章,具体研究了受到扰动的凝聚体中的暗孤子。暗孤子的动力学行为依赖于势阱运动方向与暗孤子运动方向的耦合。暗孤子的能量/深度周期性的演化。同时,与没有受到扰动的情况相比,暗孤子的运动轨迹发生偏移。总体上,即使改变扰动的幅度以及频率,暗孤子的震荡频率也不会发生改变。 第四章,探讨了干涉法产生暗孤子的基本特性。基于这一方法,计算了产生的孤子和声波的能量,并证明能量从分裂势垒区域转移给暗孤子和声波。本文也首次对能量转移过程中体系和暗孤子分配得到的能量分别进行了量化分析。 第五章,涉及了一维凝聚体的二元混合物,介绍了它的两个基本构型:对称破缺态与对称保护态。通过一个混合模型探索了二元凝聚体混合物的亚稳态和宏观量子隧穿,充分展示了阻尼机制对宏观量子隧穿的影响。 第六章,展示了二元混合物的形成对称破缺态中,暗孤子通过畴壁的动力学行为。发现暗孤子携带部分凝聚体原子进入了另一凝聚体,这导致了孤子深度的下降和孤子能量的损失。在长时间演化中,振荡孤子最终消失。 最后,对本文的研究工作做了一个简单的总结和展望。