Collisions Between Ultracold Atoms and Cold Molecules in a Dual Electrostatic-Magnetic Trap
测量冷分子和超冷原子之间的相互作用可以详细了解基本的碰撞过程。这些测量可以使用各种实验几何结构来完成，包括两种物质都在光束中的情况，一种物质被捕获的情况，或者两种物质都被捕获的情况。同时捕获提供了显着更长的相互作用时间和相关的增加对罕见碰撞事件的敏感性。然而，结合原子和分子系统存在重大的实际挑战，这些系统通常具有相互竞争的实验要求。在这里，我们详细描述了一个实验系统，允许研究的冷碰撞之间的超冷原子和冷分子在一个双阱，其中的原子和分子被捕获使用静态磁场和电场，分别。作为该系统的能力的演示，我们研究氨（$^{14}$ ND $_{3}$和$^{15}$ ND $_{3}$）分子和铷（$^{87}$ Rb和$^{85}$ Rb）原子之间的冷碰撞。
2020-01-08 physics.atom-ph
What is the temperature of an ultra-cold Rydberg plasma?
我们已经测量了渐近膨胀速度的超冷等离子体（UNPs），从冷，致密，样品的里德堡铷原子使用离子飞行时间光谱。由此，我们得到了作为原始里德伯原子密度和结合能的函数的初始等离子体电子温度的值。我们的结果表明，电子温度主要是由等离子体环境时，UNP从里德伯原子，这发生在当等离子体电子变得太冷，以取代剩余的里德伯人口。此外，电子温度对里德伯原子密度的依赖性给出了强有力的间接证据，在与冷等离子体共存的里德伯态的光谱中存在瓶颈。
2018-03-16 physics.atom-ph
Formation of antihydrogen atoms in an ultra-cold positron-antiproton plasma
讨论了超冷正电子-反质子等离子体中反氢原子（$\bar{\rm H}$）的形成。对于正电子密度$n_p\agt 10^8$ cm $^{-3}$，稳定$\bar{H}$的特征形成时间由三体Thompson复合过程中产生的高激发态原子的碰撞弛豫决定。依靠“替代碰撞”和“横向碰撞漂移”的机制，我们发现了一个瓶颈的弛豫动力学和分析这一现象的物理后果。
1996-11-06 physics.atom-ph
Surface-atom force out of thermal equilibrium and its effect on ultra-cold atoms
在宏观电动力学框架下研究了表面原子脱离热平衡的Casimir-Polder-Lifshitz力。特别注意的是，它的大距离限制，显示了一个新的，更强的行为相对于平衡的情况下。本文讨论了在非热平衡组态下，表面原子力对简谐玻色-爱因斯坦凝聚体质心振荡和光晶格中超冷费米子气体Bloch振荡产生的频移.
2006-01-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Inelastic collisions of ultra-cold heteronuclear molecules in an optical trap
超冷的RbCs分子处于$^3Σ^+$基态电子的高振动能级，被限制在光阱中。这些分子与Rb和Cs原子的非弹性碰撞率被确定为单独的振动能级，跨越一个数量级的结合能。碰撞过程的一个简单的模型，以准确地再现所观察到的散射率。
2008-01-31 physics.atom-ph physics.chem-ph
The two-body problem of ultra-cold atoms in a harmonic trap
研究了两个玻色原子与短程势相互作用并被囚禁在球对称谐振子中的情形。这个问题是完全可解的，并且与超冷原子的研究有关。我们表明，能谱是普遍的，无论相互作用势的形状，提供其范围是远远小于振子长度。
2008-10-20 cond-mat.other physics.atom-ph
High-brightness ultra-cold metastable neon-beam
本文详细介绍了我们用于原子干涉测量的超冷亮亚稳氖原子束的特性。该装置的基础是从磁光阱（MOT）释放的原子束，该磁光阱与高强度的捕获激光、高磁四极场和大的激光解调一起操作。由于三维磁场和激光束的复杂结构，在适当的工作条件下，在四极磁场中心附近会形成一个明亮的小原子斑点。我们得到了最小陷阱直径为50微米，原子密度接近10^{13}cm^{-3}，原子温度略低于多普勒极限温度200微K。通过释放被囚禁的原子，我们获得了一束明亮的冷原子束，它离碰撞极限原子密度不远。
2015-05-07 physics.atom-ph
Cooperative optical non-linearity due to dipolar interactions in an ultra-cold Rydberg ensemble
我们证明了超冷原子系综中里德伯原子之间的偶极相互作用引起的合作光学非线性。通过将探测跃迁耦合到里德堡态，我们将里德堡对之间的强偶极-偶极相互作用映射到光场上。我们表征了非线性作为电场和密度的函数，并证明了由于协同效应的光学非线性的增强。
2009-11-20 physics.atom-ph quant-ph
Calculation of the elastic scattering parameters in an ultra-cold Fermi-Bose and Bose-Bose Fr vapor
本文详细地报道了超冷~（60）-~（60）-~（60）-~（60）C同位素弹性散射性质的计算。给出了Fr $_{2}$分子三重态的参数模型势，并利用WKB和Numerov方法计算了Fr-Fr分子三重态的散射长度和有效射程$r_{e}$.利用量子亏损理论和symskovisky的解析公式研究了这些散射性质随$K_{0}$参数和纤芯半径变化的收敛性。
2004-06-07 physics.atom-ph
A quantum trampoline for ultra-cold atoms
我们观察到自由下落的玻色-爱因斯坦凝聚体在垂直一维驻波作用下周期性地受到多级衍射的干涉悬浮体。各种衍射的物质波相干地重新组合，导致在恒定高度处检测到的原子数量的高对比度干涉。对于长的悬浮时间，多波干涉是通过锐化的条纹。我们用这个方案来测量重力的重力加速度。
2009-11-01 physics.atom-ph
Spatial resolution of spin waves in an ultra-cold gas
我们提出了第一个空间分辨图像的自旋波在气体中。完整的纵向和横向自旋场作为时间和空间的函数重建。驻波模式的频率和阻尼率提取和理论比较。
2002-04-09 cond-mat.soft physics.atom-ph
Laser scattering by density fluctuations of ultra-cold atoms in a magneto-optical trap
研究了磁光阱中超冷气体中中性原子的密度涨落谱。我们确定了相应的振幅和光谱的激光散射这种介质。我们推导出的动力学结构函数的表达式，通过使用测试粒子方法。我们建议使用集体激光散射作为超冷物质微观性质的诊断方法。这也将使我们能够检查由气体内部的集体平均场介导的原子相关性。
2011-04-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Photon bubbles in ultra-cold matter
我们发现，静态和振荡的光子气泡可以激发激光冷却的磁光阱（MOT）中的物质限制的漫射光。气泡的不稳定性是由于辐射场与超冷气体的平均场振荡之间的耦合引起的，它可以为低频湍流提供一个源。我们考虑一个扩散为主的制度，它可以描述的辐射输运方程，再加上冷原子气体的平均场方程。微扰分析表明，发生两种不同的制度，无论是振荡或纯粹增长的气泡。这项工作也可能有助于理解天体物理学中的类似过程。
2013-03-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Trapping of ultra-cold atoms with the magnetic field of vortices in a thin film superconducting micro-structure
我们利用高温超导微结构中的涡旋磁场在一种新型的阱中存储和控制超冷原子。这是第一次超冷原子被困在磁通量量子场中。我们利用超导体的磁场与外界均匀磁场的结合，产生原子的吸引囚禁势。我们展示了关键的原子陷阱特性的控制，如一个有效的本征加载机制，被困原子的空间定位和超导体中的涡旋密度。所测得的陷阱特性与我们的数值模拟吻合得很好。
2009-10-13 physics.atom-ph quant-ph
Long-range temperature-controlled transport of ultra-cold atoms with an accelerated lattice
本文提出利用Bloch振荡和加速晶格将亚微开尔文超冷原子云长距离输运约30厘米并重新俘获至垂直混合阱的方法，实现了低加热、位置可控的输运。
2023-03-13 physics.atom-ph
Preparation of an ultra-cold sample of ammonia molecules for precision measurements
我们目前的实验中，氨分子的超冷样品从静电阱释放，并在可变的时间后重新捕获。它表明，通过执行绝热冷却之前释放的分子和绝热再压缩后，他们被重新捕获，我们能够观察到分子，甚至超过10毫秒的自由膨胀后。在此期间执行的相干测量将具有统计不确定性，该统计不确定性近似地随着膨胀时间的平方根的倒数而减小。这为高分辨率光谱学和基础物理理论的精确测试提供了有趣的前景。
2014-05-12 physics.atom-ph physics.chem-ph
Three-body recombination of ultra-cold atoms to a weakly bound $s$ level
讨论了超冷原子在弱束缚$s$能级上的三体复合。在这种情况下，其特征在于大的和积极的散射长度$a$对相互作用，我们发现一个排斥的有效势三体碰撞，这大大降低了重组的概率，使简单的Jastrow的方法绝对不够。在零温极限下，我们得到了一个与相互作用势的具体形状无关的三体复合速率常数的普适关系式：$α_{\rm rec}=3.9\hbar a^4/m$，其中$m$是原子质量。
1996-05-24 atom-ph physics.atom-ph
The No-sticking Effect in Ultra-cold Collisions
我们提供的理论基础，理解的现象，其中一个超冷原子入射在一个可能温暖的目标不会坚持，即使在大$n$限制，其中$n$是内部自由度的目标。我们的治疗是非微扰的，其中充分的多体问题被视为一个散射事件纯粹的范围内的散射理论。于是，粘附问题就简单而自然地与长期共振的形成联系起来。一个重要的物理学发现是，内部的许多自由度可以使入射的单体波函数退相干，从而打乱了最初形成共振所必需的微妙的干涉过程。这就是不坚持的物理原因。
2000-10-27 physics.atom-ph
Strongly Coupled Plasmas via Rydberg-Blockade of Cold Atoms
我们提出并分析了一个新的方案，以产生超冷中性等离子体在强耦合制度深。该方法利用激发到高位里德堡态的冷原子之间的相互作用阻断，因此不需要对当前超冷等离子体实验进行实质性扩展。大量的模拟揭示了库仑耦合参数的普遍行为，提供了强关联的里德伯气体和超冷等离子体物理之间的直接联系。该方法被证明可以降低目前可访问的温度超过一个数量级，这开辟了一个新的制度，超冷等离子体研究和冷离子束应用与现成的实验技术。
2013-02-25 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Long range transport of ultra cold atoms in a far-detuned 1D optical lattice
提出了一种在聚焦光晶格中传输超冷原子的新方法。利用这种方法，超冷原子在250 ms内传输超过5 cm，而没有显著的原子损失或加热。通过将干涉图案与光束几何形状一起平移，在整个传输范围内保持陷阱参数。因此，所提出的方法非常适合于仅在焦点附近具有足够陷阱深度的紧密聚焦的光晶格。对于远失谐光学陷阱或由于其他原因需要高激光强度的陷阱，通常需要紧聚焦。传输时间短，因此与光晶格时钟的操作兼容，其中原子在空间上与制备和检测区域分离的良好设计的环境中被探测。
2012-04-16 physics.atom-ph physics.optics
Ultra cold atoms and Bose-Einstein condensation for quantum metrology
本文简要介绍冷原子物理和玻色-爱因斯坦凝聚。介绍了光对原子的作用力、激光冷却和几种原子陷阱：磁光陷阱、偶极陷阱和磁陷阱。简要介绍了玻色-爱因斯坦凝聚及其与凝聚态物理的一些重要联系。关于原子冷却、俘获和玻色-爱因斯坦凝聚的进一步细节，读者可以参考综合评论和其他课堂讲稿。
2009-09-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Is it possible to observe experimentally a metal-insulator transition in ultra cold atoms?
具有某些非解析势的反冲转子避免了动力学局部化，并经历了金属-绝缘体转变。我们表明，这种过渡的典型属性仍然存在的非解析性是逐步平滑，提供的平滑是小于一定的限制值。我们已经确定了一个平滑依赖的时间尺度，使完整的动力学本地化是不存在的和量子动量分布开发的幂律尾与异常的衰变指数的情况下，导体在金属-绝缘体过渡。我们讨论在什么条件下，这些发现可以通过实验验证，使用超冷原子技术。发现超冷原子确实可以用于金属-绝缘体相变的实验研究。
2006-08-24 cond-mat.dis-nn nlin.CD physics.atom-ph
Amplifying single impurities immersed in a gas of ultra cold atoms
我们提出了一种方法，用于放大一个单一的或分散的杂质沉浸在背景气体的超冷原子，使他们可以光学成像和空间分辨。我们的方法依赖于两个稳定的原子超精细态之间的拉曼转移，其条件是杂质原子的存在。这种放大是基于激发到里德伯态的原子之间的强相互作用。我们进行了详细的分析研究所提出的计划的性能，特别强调多体效应的影响。
2011-11-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Signatures of Strong Correlations in One-Dimensional Ultra-Cold Atomic Fermi Gases
最近在操纵超冷原子系统的成功允许探测不同的强关联制度在一维。通过调节原子间相互作用强度和陷阱参数，可以实现自旋相干和自旋非相干的Luttinger液体。我们确定的噪声相关性的密度波动作为一个强大的可观察性（唯一适用于被困原子气体的背景下），以区分这两个制度。最后，我们讨论了利用光晶格实现和实验探测这些现象的前景。
2008-04-07 cond-mat.other cond-mat.str-el physics.atom-ph
Stable spin domains in a non-degenerate ultra-cold gas
研究了超冷气体中$^{87}$ Rb原子在量子简并度以上的双畴自旋结构的稳定性。添加小的有效磁场梯度通过相干集体自旋旋转效应来稳定畴，尽管相对于热能对势能的扰动可以忽略不计。我们表明，域稳定是通过解耦的动态纵向磁化，这仍然是在时间无关的域，从横向磁化，它经历了一个纯粹的横向自旋波被困在畴壁。我们探讨了温度和密度对稳态域的影响，并将我们的结果与量子玻尔兹曼方程的流体动力学解进行了比较。
2018-03-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Multipole Analysis of Radio-Frequency Reactions in Ultra-Cold Atoms
利用多极展开方法分析了由全同中性玻色子组成的超冷原子气体中的光致反应。当Frank-Condon因子支配光致自旋翻转反应时，我们发现对于自旋守恒的冻结自旋过程，反应速率由四极项$r^2$和四极项决定.因此，与自旋翻转过程相比，冻结自旋反应速率对光子波数$k$的依赖性获得额外的$k^4$因子。比较二聚体光缔合中的$r^2$和四极模的相对强度，我们预测这两种模式的相互重要性随温度和散射长度而变化。
2012-09-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
A proposal for continuous loading of an optical dipole trap with magnetically guided ultra cold atoms
用非耗散阱（如光偶极阱）捕获运动的原子，需要除去原子多余的动能。在这篇文章中，我们发展了一种机制，以收获超冷原子从引导原子束到一个光学偶极阱，通过消除他们的定向动能。我们提出了一个连续的加载方案，这是通过减速的磁势垒，然后通过光泵能量最低的塞曼子级。我们从理论上研究了该方案在超冷铬原子从磁引导原子束转移到深光学偶极阱中的应用。我们讨论了一个合适的磁场配置的实现。通过对加载过程的数值模拟，分析了该加载方案的可行性和有效性。
2009-12-11 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg tomography of an ultra-cold atomic cloud
里德伯原子之间的强相互作用最显著的特征之一是偶极阻塞效应，它只允许在阻塞球的体积内对里德伯态进行单次激发。在这里，我们提出了一种方法，在空间上可视化这种现象的非均匀气体的超冷铷原子。在我们的实验中，我们扫描的位置之一的激发激光器的冷云，并确定检测到的里德堡激发作为位置的函数的数量。通过中间5P水平的双光子电离过程中产生的离子的数量得到一个比较这种分布，我们证明了封锁效应修改的里德伯激发轮廓的宽度。此外，我们还研究了里德堡激发的动力学，发现激发的时间尺度依赖于束流位置处的原子密度。
2013-08-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Quenching of $para$-H$_2$ with an ultra-cold anti-hydrogen atom $\bar{H}_{1s}$
本文报道了超冷基态反氢原子$\bar{H}_{1s}$诱导的氢分子H $_2$的量子力学转动跃迁的计算结果。计算是使用非反应性紧密耦合量子力学方法完成的。H $_2$分子被视为刚性转子。在0.004 K $ \lesssim T \lesssim$ 4 K温度范围内计算了能量$ε$处的总弹性散射截面$σ_{el}(ε)$、$j$和$j'$之间的态分辨转动跃迁截面$σ_{jj'}(ε)$以及相应的热速率系数$k_{jj'}(T)$.对$σ_{el}(ε)$的计算结果与其它计算结果（变分）吻合得很好。
2009-09-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Nonlinear Dynamics of Ultra-Cold Gas: Collapse of Bose Gas With Attractive Interaction
非线性Schr方程的解玻色气体在引力作用下的坍缩方程这是1992年发表在《NATO流体、等离子体和光学奇点高级研究研讨会论文集》（希腊伊拉克利翁）上的论文副本，由R.E. Caflisch和G.C.帕帕尼科拉乌（Kluwer Academic）。
2012-06-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Anisotropic 2D diffusive expansion of ultra-cold atoms in a disordered potential
研究了无序条件下垂直受限超冷原子的水平膨胀。垂直限制允许我们实现一种只有几个耦合谐振子量子态的情形。无序势是由相对于水平面成30°角的光学散斑产生的，导致该平面中相关长度的有效各向异性为2倍。我们观察扩散导致非高斯密度分布。扩散系数，从实验结果中提取，显示各向异性和强的能量依赖性，与数值计算一致。
2010-04-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Measurements of the ion velocity distribution in an ultracold neutral plasma derived from a cold, dense Rydberg gas
我们报告的离子速度分布的测量超冷中性等离子体来自一个密集的，冷里德伯气体在MOT。里德伯原子的激发使用共振两步激发路径与激光的持续时间为4 ns。血浆自发迅速形成。通过测量离子的激光诱导荧光（LIF）来确定离子速度分布的均方根宽度。所测得的激发效率进行了比较与蒙特卡罗波函数计算，并观察到显着的差异。我们讨论了封锁里德伯激发的条件以及随后的里德伯原子畴的空间有序性。虽然封锁的相互作用是大于拉比频率的原子样品的部分，没有证据的空间秩序观察。
2016-01-27 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Characterization of Alkali Metal Dispensers and Non-Evaporable Getter Pumps in Ultra-High Vacuum Systems for Cold Atomic Sensors
已经开发了具有铷碱金属分配器和非蒸发性吸气剂泵的玻璃微球真空室，并用于在仅用无源真空泵操作的室中产生冷原子样品。从碱金属分配器的蒸发气体的离子质谱已被记录为分配器电流的函数。的非蒸散吸气剂泵在促进和保持真空的功效已被其特征在于通过观察的Rb蒸汽光学吸收的D2过渡在780 nm和真空室压力上升率测试。我们已经证明了一个样品的激光冷却Rb原子在这个室中时，隔离和操作没有积极的真空泵。
2012-10-14 physics.atom-ph physics.ins-det
Preparation of ultra-cold atomic-ensemble arrays using time-multiplexed optical tweezers
我们使用基于时间复用声光偏转器的光镊将超冷铯原子捕获在一维原子系综阵列中。对于2.5 $μ$ K和50 nK之间的温度，我们研究了光镊脉冲之间的最大时间，保留在一个单一的陷阱中的原子数。这个时间提供了一个估计的最大数量的网站在一个阵列的时间复用光镊。我们演示了蒸发冷却的原子阵列中的多达25个光镊陷阱和制备的原子在一个盒子的潜力。此外，我们展示了三种不同的协议，从一个不断扩大的超冷原子云转移的原子系综阵列的制备。这些导致制备平均由$\sim$ 100个原子组成的高达74个原子系综的阵列。
2022-07-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Continuous time ultra-high frequency (UHF) sensing using ultra-cold Rydberg atoms
提出基于三光子里德堡激发和原子损耗光谱的连续时间UHF射频场探测技术，在Rb-87连续激光冷却系统中实现899 MHz下2.5(6) mV/cm的最小可探测场，兼具冷原子高灵敏度与热原子连续运行优势。
2025-03-31 physics.atom-ph physics.optics
Dynamics of a ground-state cooled ion colliding with ultra-cold atoms
超冷原子-离子混合物由于在量子化学、量子计算和多体物理中的潜在应用而引起人们越来越多的关注。在这里，我们研究了单个基态冷却离子在与超冷原子进行少量到多次朗之万（螺旋）碰撞期间的动力学。我们测量了离子的能量分布，并观察到一个明确的偏离麦克斯韦-玻尔兹曼的Tsallis特征在于高能量的幂律尾部。与以前的实验不同，原子-离子相互作用的能量标度不是由原子云温度或离子阱剩余微动能量决定的。相反，它是由原子在碰撞过程中施加在离子上的力决定的，然后通过陷阱动力学放大。这种效应是离子保罗陷阱固有的，并设置在这些系统中的原子-离子稳态相互作用能的下限。尽管我们的系统最终被赶出了超冷区，但我们能够通过将相互作用限制在第一次碰撞来研究量子效应。
2016-07-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Basis for time crystal phenomena in ultra-cold atoms bouncing on an oscillating mirror
本文研究了在引力场作用下，一维$N$粒子在振荡镜面上的碰撞动力学。粒子的行为像硬球，它们被镜子共振驱动。我们确定了粒子运动的流形，并推导出粒子共振运动的有效久期哈密顿量。适当选择反射镜的时间周期振荡允许粒子的有效行为的工程化。特别地，该系统可以表现得像在$N$维晶体结构中移动的$N$维虚拟粒子。我们的经典分析构成了超冷原子在振荡原子镜上弹跳的新颖时间晶体现象的量子研究的基础。
2022-07-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.class-ph
Coherent optical nano-tweezers for ultra-cold atoms
近年来，人们对超冷原子亚波长自由空间光学势的产生了极大的兴趣，并取得了一定的进展。一个关键的开放问题是几何势，这是排斥和无处不在的亚波长自由空间潜力的创建，禁止创建长寿命的窄陷阱。在这里，我们表明，这是可能的，以创建这样的陷阱。我们提出了两个方案，实现亚波长陷阱，并证明其优于现有的建议。我们分析了原子在这种陷阱中的寿命，并表明长寿命的束缚态是可能的。这项工作开辟了一个新的前沿亚波长控制和操纵超冷物质，在量子化学和量子模拟的应用。
2018-08-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
