The thermal Casimir-Polder interaction of an atom with spherical plasma shell
利用流体力学方法研究了有限温度下原子与有限电导率无限薄球的范德华和Casimir-Polder相互作用能.这种构型模拟了原子与富勒烯的真实相互作用。Lifshitz方法用于找到自由能。我们找到了自由能的显式表达式，并对i）高温和低温，ii）大半径的球体和ii）原子与球体之间的短距离进行了分析。在低温下，自由能的热部分作为温度的四次方接近零，而在高温下，它与温度的一度成比例。这个系统的熵是积极的小半径的球，它变成负的，在低温和大半径的球。
2012-05-14 quant-ph
Integrating cavity quantum electrodynamics and ultracold-atom chips with on-chip dielectric mirrors and temperature stabilization
我们制作了一个原子芯片器件，它结合了冷原子磁捕获电路和适用于单原子强耦合腔QED的高精细度光学谐振腔。在横向尺寸< 100 μ m的微图案化片上平面镜和悬置在芯片上方的曲面镜之间形成精细度F > 2 × 10^5的法布里-珀罗光学谐振器。在原子芯片的模拟操作期间，利用片上电元件和光学元件之间的强且快速的热耦合来稳定伺服带宽超过100 kHz的腔镜分离。
2007-07-02 quant-ph
Lattice-depth measurement using continuous grating atom diffraction
我们提出了一种新的方法来表征光晶格的深度，其中原子气体被赋予一个有限的初始动量，这将导致高振幅振荡的零级衍射是强大的有限温度效应。我们提出了一个简化的模型，得到一个解析公式描述这种振荡的气体假设是在零温度。在分析系统的完整有限温度响应之前，该模型被扩展到包括初始动量与我们选择的初始值失谐的原子。最后，我们提出了一个稳态解的有限温度系统，这在原则上使得可能的晶格深度的测量，和初始温度的原子气体同时进行。
2019-03-10 quant-ph
Comparison of Noise Temperature of Rydberg-Atom and Electronic Microwave Receivers
利用里德伯原子的电磁感应透明效应（EIT）的微波接收机最近已被证明灵敏度有所提高。目前尚不清楚其最先进的电场灵敏度与使用由低噪声放大器（LNA）和混频器组成的标准电子接收器所实现的灵敏度相比如何。在本文中，我们表明，传统的室温电子接收器大大优于最好的证明室温里德堡静电计在标准的自由空间耦合配置的灵敏度。然而，如果设计谐振或限制微波结构以增强原子感测的电场，则里德伯原子接收器可以超过常规接收器的灵敏度。对于给定的微波谐振器，必须仔细选择外部（耦合）品质因数，以使它们的热噪声和量子噪声贡献最小。这些最佳设计点的封闭形式的表达式被发现，并在噪声温度与传统的LNA在文献中报道的600 MHz至330 GHz的。
2022-10-24 quant-ph
Non-Markovian dynamics for a two-atom-coupled system interacting with local reservoir at finite temperature
通过使用有效的非马尔可夫测度[H.P. Breuer，E.M. Laine，J. Piilo，Phys. Rev. Lett. 103，210401（2009）]，研究了一对二能级原子（TLAs）系统的非马尔可夫动力学，其中每一个TLAs都与一个局域库相互作用.我们表明，子系统动力学可以通过操纵TLAs，温度和原子的弛豫速率之间的耦合来控制。此外，还研究了子系统的非马尔可夫性与子系统与结构化熔池之间的纠缠度之间的关系，结果表明非马尔可夫性的出现对纠缠度有负面影响。
2017-02-15 quant-ph
Effects of atomic diffraction on the Collective Atomic Recoil Laser
建立了集体原子反冲激光器的波原子光学理论，对原子质心运动进行了量子力学处理。通过将该理论的预测与经典地处理质心运动的射线原子光学理论的预测进行比较，我们证明，对于一个遥远的情况下-在共振泵浦激光器中，当温度为反冲温度或更低时，射线光学模型不能预测CARL的线性响应，这是由于在这个温度范围内，人们不能再忽略物质波衍射对原子质心运动的影响。
1998-03-11 quant-ph
Cavity-induced temperature control of a two-level system
在Jaynes-Cummings模型中，考虑了腔中二能级原子与单模电磁场的相互作用。最初，原子是热的，而腔处于相干态。原子与腔场的相互作用持续一定的时间。在将原子从腔中取出并施加激光脉冲之后，原子将再次处于热状态。根据与腔场的相互作用时间，最终温度可以在很大范围内变化。我们将讨论如何使用这种方法来冷却原子的内部自由度，并创建适合于在纳米尺度上研究热力学的热浴。
2007-11-29 quant-ph
Realization of a superconducting atom chip
我们将铷原子囚禁在液氦温度下运行的超导原子芯片产生的磁场中。在离芯片表面440 $μ$ m处的Ioffe-Pritchard阱中保持高达$8.2\cdot 10^5$原子，温度为40 $μ$ K。在低原子密度下，陷阱寿命达到115 s.这些结果为探索超导环境中的原子-表面相互作用和相干原子输运开辟了道路，超导环境的性质与室温下的正常金属完全不同。
2006-10-09 quant-ph
Towards an Einstein-Podolsky-Rosen paradox between two macroscopic atomic ensembles at room temperature
实验已经报道了两个空间分离的宏观原子系综在室温下的纠缠（Krauter等人2011 Phys. Rev. Lett. 107 080503; Julsgaard等2001 Nature 413 400）。我们展示了如何用这个实验实现爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）悖论。我们提出的测试涉及违反推断海森堡不确定原理，这是EPR悖论的充分条件。这是一个比纠缠更强的非定域性测试。我们的建议将使第一个明确的确认量子EPR悖论之间的相关性在室温下两个宏观物体。这是一个必要的中间步骤，以非本地实验的因果测量分离。原子EPR佯谬的实现不仅具有重要意义，而且可以为量子技术的新应用提供资源。
2013-10-28 quant-ph
Atomic time-of-arrival measurements with a laser of finite beam width
测量原子到达空间区域的时间的自然方法是用激光照射该区域，并检测由原子的激发和随后的衰变产生的第一荧光光子。我们调查的实际物理内容，这样的测量原子动力学变量，考虑到有限的激光束的宽度。不同的操作制度，特别是其中的量子电流密度可以获得。
2003-02-28 quant-ph
Optimal control transport of neutral atoms in optical tweezers at finite temperature
本文研究有限温度下光镊中中性原子输运的最优控制与量子速度极限，分析激光噪声影响，证明开环最优控制可将输运保真度提升高达89%，并模拟释放-捕获测量以支持闭环控制。
2024-08-26 quant-ph
Controlling atom-atom interaction at ultralow temperatures by dc electric fields
我们提出了一种在超低温下调节原子-原子相互作用强度的物理机制。在直流电场作用下，极化原子间的有效偶极-偶极相互作用使原子间势发生变化。详细的多通道散射计算揭示了以前从未讨论过的超冷原子碰撞的功能。我们证明了在合理的实验条件下，可以实现有效的原子-原子相互作用的最佳控制。本研究对原子玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的物理学和对原子简并费米子气体的追求的意义将被讨论。
1998-10-14 cond-mat quant-ph
Light scattering from ultracold atomic gases in optical lattices at finite temperature
研究了有限温度下光晶格中原子的光散射。我们研究光散射的费米子在非相互作用制度和玻色子在超流和莫特绝缘制度。我们扩展了以前的理论研究，包括全能带结构的光晶格。我们发现，激发原子的最低频带的光散射，导致光散射远离经典衍射峰的增加，在很大程度上是温度无关的。这种额外的光散射导致基于光子计数的温度测量的效率较低。
2011-10-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Temperature dependent quantum correlations in three dipolar coupled two-level atoms
我们研究了三个偶极耦合二能级原子在两种不同构型中的热纠缠特性--在一条最近邻耦合的直线上和在一个每个原子与两个相邻原子相互作用的闭环中。观察到在环状构型中，三个原子中的任何一个确实与系统中的其他两个原子纠缠，这两个原子不相互纠缠，并且进一步观察到这种特征仅限于环状构型，这在线状构型中明显不存在。对量子相关性的详细研究表明，在这两种配置中，如何通过改变温度和偶极偶极耦合强度来调谐量子相关性。
2016-11-18 physics.optics quant-ph
Sensing Atomic Motion from the Zero Point to Room Temperature with Ultrafast Atom Interferometry
我们使用一系列依赖于状态的超快动量踢来感测被囚禁的原子离子的运动。我们使用这种原子干涉仪来表征一个接近纯的量子态与$n=1$声子和精确测量的热状态范围从附近的零点能量到$\bar{n}\sim 10^4$，与扩展至少100倍的能量的可能性。这种方法的完整能量范围从基态到远离Lamb-Dicke区域，其中原子运动大于光波长。除了测温，这些干涉技术是有用的，用于表征多个被困离子之间的超快纠缠门。
2016-03-22 physics.atom-ph quant-ph
Strong coupling and active cooling in a finite temperature hybrid atom-cavity system
对于一个标准的二能级原子耦合到一个谐振腔的量子化场，有限的温度效应导致腔模的热占据，混淆了原子-光相互作用的量子性质的测量。在本文中，我们证明，使用一个超导腔耦合到一个多能级里德伯原子的混合系统，它是可能的，即使在有限的温度下观察到强耦合的量子性质，并利用这种耦合允许冷却的热微波模式向基态，使观察相干真空拉比振荡，即使在4~K的现实实验参数。多个原子的冷却也进行了探索，显示最大的冷却小样品，使这是一个可行的方法腔冷却与超导量子位通过热波导的远程耦合的潜在应用。
2021-11-04 physics.atom-ph quant-ph
Thermally Induced Losses in Ultra-Cold Atoms Magnetically Trapped Near Room-Temperature Surfaces
我们已经测量了超冷Rb 87原子的磁陷阱寿命在5-1000微米的距离从不同电阻率的导电金属表面。良好的协议被发现与近场磁热噪声所产生的损失的理论模型，确认与持有被困原子靠近导电表面的并发症。相比之下，发现电介质表面（硅）是如此的良性，以至于我们能够通过使用表面选择性地吸附较高能量的原子来蒸发冷却原子到玻色-爱因斯坦凝聚体。
2003-08-26 cond-mat.soft quant-ph
Coherence and linewidth of a continuously pumped atom laser at finite temperature
由囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的原子向外耦合形成的连续波原子激光器具有广泛的应用前景。然而，为了使设备真正连续，需要一种补充BEC中原子的机制。本文计算了连续泵浦的原子激光束从囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体中输出耦合时的时间相干特性。我们发现，冷凝物的热波动可以显着降低输出光束的时间相干性，由于被困BEC和光束之间的原子相互作用，这可能会影响设备的实用性。我们证明了拉曼外耦合方案赋予足够的动量踢原子激光束可以导致显着降低线宽。
2015-07-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Millisecond-lived circular Rydberg atoms in a room-temperature experiment
环形里德堡态是量子技术的理想工具，具有巨大的相互作用和数十毫秒范围内的极长寿命，比激光可达的里德堡态大两个数量级。然而，这种寿命仅在零温度下观察到。在室温下，黑体辐射诱导的转移会湮灭这种循环态的基本资产，因此迄今为止，这种资产主要用于特定的复杂低温实验。在这里，我们证明，在激光冷却的原子样品，在室温下的主量子数60的循环状态寿命超过一毫秒。抑制结构是一个简单的平面并联电容器，有效地抑制黑体辐射诱导的转移。其中一个电容器电极是完全透明的，并提供对原子的完整光学访问，这是应用的基本特征。该实验为圆形里德伯原子在量子精密测量和量子模拟中的广泛应用铺平了道路。
2022-09-23 physics.atom-ph quant-ph
High temperature thermodynamics of fermionic alkaline earth atoms in optical lattices
采用SU（N）哈伯德模型，计算了光晶格中囚禁的碱土金属费米子原子的相关性质。当温度远大于隧穿率时，我们的计算是准确的，类似于超冷原子实验中的电流状态。除了探索的莫特绝缘体-金属交叉，我们计算的最终温度实现的标准实验协议的非相互作用的气体，作为初始气体温度和最终状态的晶格参数的函数的电磁斜坡。特别是实验的兴趣，我们发现，增加$N$大大\textit{colder}莫特绝缘体，高达超过五个因素的相关参数。所有$N$都发生这种冷却，固定初始熵，或者所有$N \lsim 20$（确切值取决于维数）都发生这种冷却，固定初始温度。
2010-11-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effects of finite temperature on the Mott insulator state
本文研究了有限温度对莫特绝缘体态下光晶格加抛物势中超冷玻色原子的影响。特别是，我们分析了晶格中原子对的密度分布的温度依赖性，通过精确的蒙特卡罗模拟。我们介绍了一个简单的模型，定量占计算的对密度分布在足够低的温度。我们建议，原子对统计的温度依赖性可以用来估计系统的温度在原子的相互作用能的顺序的能量。
2006-01-23 cond-mat.other quant-ph
Heralding Quantum Entanglement between Two Room-Temperature Atomic Ensembles
在单个节点之间建立量子纠缠对于构建大规模量子网络、实现安全量子通信、分布式量子计算、增强型量子精密测量和量子力学的基础测试至关重要。然而，共享纠缠仅在极低温度或良好孤立系中观察到，这限制了量子网络的实际应用。在这里，我们报告的实现预示着量子纠缠之间的两个原子系综在室温下，其中每一个包含数十亿个运动的原子。通过对映射出的纠缠态的量子干涉、纠缠度和关联测量，我们强有力地证实了在两个原子系综中存在一个离域的单激发。值得注意的是，原子系综的量子纠缠可以通过延迟选择的特性来操作，这说明了内置量子存储器的重要性。所展示的构建块为构建量子网络和在环境条件下在多个远程节点上分配纠缠铺平了道路。
2020-07-21 physics.optics quant-ph
Nanotesla-level, shield-less, field-compensation-free, wave-mixing-enhanced body-temperature atomic magnetometry for biomagnetism
我们报告了一种光学非弹性波混合增强原子磁力测量技术，该技术在与人体兼容的温度下，无需磁屏蔽、零场补偿或高频调制锁相光谱，即可实现nT级磁场检测。使用高斯磁脉冲，模仿瞬态磁场产生的动作电位对青蛙的神经，我们证明了超过300,000倍（550倍）的增强磁光旋转信号功率谱密度（功率振幅）比传统的单束$Λ-$计划原子磁力测量方法。这种新技术可能会带来极其敏感的磁场成像的生物系统，通过光纤在临床环境中访问的可能性。
2018-04-22 physics.atom-ph quant-ph
Spin liquid phases of alkaline-earth-metal atoms at finite temperature
研究了有限温度下自旋为5/2的碱土原子在蜂窝晶格上的自旋液相。我们的分析基于Gutzwiller投影变分方法，重新转换为路径积分形式主义。在鞍点近似的框架下，我们确定了具有最低自由能的自旋液相，并研究了它们的温度依赖性。我们确定了一个临界温度，在这个温度下，所有的自旋液相熔化，系统进入顺磁相。我们还研究了鞍点解的稳定性，并证明了即使在有限温度下也能实现时间反演对称性破缺态，即所谓的手征自旋液相。我们还确定了自旋结构因子，这在原则上是一个实验上可测量的量，是基本的工具来映射系统的基本激发谱。
2013-09-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Room-temperature addressing of single rare-earth atoms in optical fiber
本研究在室温下对光纤中单个稀土原子进行了光学寻址，利用锥形光纤结构实现空间隔离，为大规模量子网络提供了稳定且成本效益高的技术平台。
2023-10-17 physics.optics quant-ph
Lasing and high temperature phase transitions in atomic systems with dressed state polaritons
研究了腔中高密度二能级原子与泵浦光场非共振相互作用系统中的高温相变基本问题。在原子缀饰态（DS）布居热化的框架下研究了OCs。在强原子-场耦合条件下，我们分析了原子DSs热化过程导致的序参量代表腔模实振幅时的磁平衡超辐射相变问题。这种转变也与发生在腔中的低支（LB）DS-极化激元的凝聚（相干）特性有关。为了描述非平衡相变，我们导出了能解释腔衰减率、碰撞衰减率和自发发射的类Maxwell-Bloch方程。本文详细研究了抽运场与原子跃迁频率正失谐和负失谐时，利用原子DS能级跃迁到激光场形成的各个方面。结果表明，对于正的原子光失谐量，在准平衡态DS布居存在的情况下，可以获得DS激光，这种情况对应于在非共振极限下具有反转的真实二能级原子系统。
2013-11-17 physics.optics quant-ph
Exploring the Finite-Temperature Behavior of Rydberg Atom Arrays: A Tensor Network Approach
本研究采用PEPS张量网络方法研究二维正方格子里德堡原子阵列的有限温度性质，确认棋盘相相变属2D Ising普适类，条纹相临界指数或因有限尺寸效应偏离已知普适类，为相关量子相热稳定性研究提供理论参考与实验指导。
2025-03-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Terahertz Receiver based on Room-Temperature Rydberg-Atoms
实现实用化的太赫兹无线通信仍面临许多挑战。高灵敏度的接收机是太赫兹无线通信的重要组成部分。在这里，我们展示了太赫兹接收器的基础上的铯里德伯原子在室温蒸气室。标定了最小可探测THz电场。利用该接收器，执行振幅调制或频率调制的太赫兹波到光信号的相敏转换。结果表明，原子接收器由于其量子特性而具有许多优点。特别是，使用该接收机可以实现长距离THz无线通信。此外，原子接收机可以用于太赫兹无线到光链路。
2022-08-06 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Fast Non-destructive temperature measurement of two-electrons atoms in a magneto-optical trap
我们扩展了Honda等人最初提出的方法al.to测量了磁光阱（MOT）中镱和碱土原子的温度。该方法是基于通过探测1 S 0-> 3 P1互组合线获得的激发光谱的分析。由于仔细的分析和建模的MOT光对探针过渡所造成的影响，我们克服了以前的作品中遇到的分辨率和精度限制。测量了基态光移和拉比展宽，并与计算值进行了比较。这一知识使我们能够正确地提取多普勒贡献的线宽，从而获得可靠的测量云的温度。最后，我们展示了如何自由落体原子光谱提供了一种替代方法来确定样品的温度，这类似于标准的飞行时间技术。
2010-02-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
High-Temperature Atomic Superfluidity in Lattice Boson-Fermion Mixtures
考虑光晶格中玻色-费米混合原子，研究了玻色-费米相互作用诱导的s波配对引起的费米原子超流性。我们证明了如果玻色子-玻色子在位相互作用是排斥的，则诱导的费米子-费米子耦合总是{ \it吸引的}，并预言了随着晶格势的强度的变化，存在增强的BEC-BCS交叉.我们表明，直接在位费米子-费米子{ \it排斥}，诱导吸引力可以引起超流性通过s波配对，在惊人的变化与情况下的纯系统的费米子原子的直接排斥相互作用。
2004-06-09 cond-mat physics.atom-ph quant-ph
Rearrangement of single atoms in a 2000-site optical tweezers array at cryogenic temperatures
本文报道了在6K低温环境下，利用真空室温物镜和无窗热屏蔽罩，在多达2088个位点的光镊阵列中捕获单铷原子，并使用FPGA控制的移动光镊实现了828个原子目标阵列的逐个重排。
2024-05-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Sideband Rabi spectroscopy of finite-temperature trapped Bose gases
我们利用拉比光谱研究了铷原子的有限温度玻色气体从相变到玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的低能激发光谱。为了记录这个光谱，我们在两个自旋状态之间相干地驱动原子布居。自旋特定的捕获势的小的相对位移使得不同运动状态之间的边带跃迁成为可能。运动光谱的固有非线性，主要源于两体相互作用，使得有可能解决和解决个别激发线。与灵敏的原子计数一起，这构成了一种可行的技术来计数BEC的单个激发原子并确定几乎纯的冷凝物的温度。作为一个例子，我们表明，对于N = 800个原子的近纯BEC的第一激发态具有小于5个原子的人口，对应于30 nK的温度上限。
2016-03-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Measuring Zak phase in room-temperature atoms
冷原子为合成和表征拓扑物质提供了一个灵活的平台，其中几何相位起着核心作用。然而，冷原子本质上容易受到热噪声的影响，这可能会压倒拓扑响应并阻碍有希望的应用。另一方面，基于Wannier-Stark阶梯与几何Zak相之间的极化关系，几何相也决定了粒子在静力作用下的能谱。利用这一关系，我们发展了一种从室温超辐射晶格的能量谱中提取几何相位的方法。室温超辐射晶格是一种定时Dicke态的动量空间晶格。在这样的动量空间晶格中，原子的热运动不是噪声源，而是提供了导致Zak相的光谱特征的有效力。我们从超辐射晶格的多普勒展宽吸收谱中的Wannier-Stark阶梯的反交叉点直接测量了Zak相。我们的方法铺平了道路，测量拓扑不变量和发展其应用在室温原子。
2022-10-13 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Temperature-induced effective topology in many-body ultracold atomic quantum systems
Politecnico di Torino（都灵理工大学）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；Humboldt Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）
本研究利用有限温度矩阵乘积态计算，发现超冷原子量子系统中激发隙差异可在中间温度窗口诱导出零温下不存在的有效拓扑相，为拓扑工程提供新途径。
2026-09-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Signature of existence of a BEC-type state in a dilute gas above the BEC transition temperature
本文研究了在玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）转变温度以上但不高出太多温度的稀气体的量子相干性性质。在这样的气体中，一小部分原子的相干长度可能大于相邻原子的平均距离，这意味着存在比热原子预期的更大的量子相干性。推测这部分原子中的一部分可能处于BEC型状态，可以解释一些无法解释的实验结果[Phys.Rev.A，71，043615（2005）]。
2014-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Zero-Temperature Theory of Collisionless Rapid Adiabatic Passage from a Fermi Degenerate Gas of Atoms to a Bose-Einstein Condensate of Molecules
我们从理论上研究了零温度系统的费米简并原子耦合到玻色子分子通过碰撞快速绝热通过一个费什巴赫共振，专注于饱和的分子转换效率在最慢的磁场扫描速率。借用新的多费米子Fock态理论，我们发现适当的磁场扫描模型可以系统地消除饱和。我们还揭穿了常见的误解，即多体效应是负责分子存在以上的两体阈值。
2005-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
