Bose-Einstein Condensate Comagnetometer
我们描述了一个共位磁强计,它采用$^{87}$ Rb旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的$f=1$和$f=2$基态超精细流形作为共位磁强计。超精细流形具有几乎相反的旋磁比,因此它们的进动角之和仅与外部磁场弱耦合,同时对以相同方式旋转两个流形的任何效应高度敏感。的$f=1$和$f=2$横向磁化和方位角独立测量的非破坏性法拉第旋转探测,我们证明了一个$44.0(8)\text{dB}$共模抑制与理论吻合。我们展示了如何自旋相关的相互作用可以用来抑制$2\rightarrow 1$超精细放松碰撞,延长到$\sim 1\text{s}$的横向自旋寿命的$f=1,2$混合物。该技术可用于高灵敏度搜索亚毫米尺度的新物理,超冷碰撞物理的精确研究,以及量子自旋动力学的角度分辨研究。
2020-04-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Photoassociation spectroscopy of a Spin-1 Bose-Einstein condensate
本文报道了$^{87}$ Rb自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体到$1_\mathrm{g} (P_{3/2}) v = 152$激发态的高分辨光缔合光谱。我们演示了使用自旋相关的光缔合实验确定的分子状态和相应的初始散射通道。这些鉴定是在极好的协议与本征值的超精细旋转哈密顿量。使用所观察到的光谱,我们估计的散射长度的变化,并确定光缔合激光的频率范围,最大限度地改变自旋相关的平均场相互作用能量。
2008-06-20 physics.atom-ph
Hyperfine transition induced by atomic motion above a paraffin-coated magnetic film
本研究通过实验和数值计算,揭示了钾-39原子在石蜡涂层磁性薄膜上方运动时,由周期性磁场引发的超精细跃迁,并发现其主要机制为多量子跃迁。
2023-10-17 physics.atom-ph
Tuning of non-paraxial effects of the Laguerre-Gaussian beam interacting with the two-component Bose-Einstein condensates
研究了谐振阱中$^{87}$ Rb原子的两个超精细态组成的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)与自旋-轨道耦合聚焦拉盖尔-高斯(LG)光束的微观相互作用.我们已经表明,拉曼拉比频率分布在组件间耦合识别相分离耦合强度。对于$10^5$和$10^6$原子数,在以5.5nm为单位的1.25和0.64附近,观察到由于涡旋光束的非傍轴性质而导致的边带跃迁的显著增强。这些耦合强度的估计中的不确定性随着光束的聚焦角而改善。我们讨论了一个实验方案,以验证这种非傍轴效应的超冷原子。
2018-11-25 physics.atom-ph
Magnetic Properties of a Bose-Einstein Condensate
玻色凝聚钠原子的三个超精细态,最近被光学捕获,可以被描述为自旋1玻色气体。我们研究了该系统在磁场中的行为,并构建了相图,其中的玻色凝聚$T_{BEC}$的温度增加与磁场。特别地,该系统在$T_{BEC}$以下是铁磁性的,并且磁化强度与消失的磁场中的冷凝分数成比例。磁化强度对温度或磁场的二阶导数沿相界是不连续的。
1998-11-07 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Enhanced oscillation lifetime of a Bose-Einstein condensate in the 3D/1D crossover
我们测量了一个被囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体相对于热云振荡的阻尼运动。雪茄形的捕获势提供了足够的横向限制,使得系统的动力学介于三维和一维之间。我们发现,振荡持续时间比预期的三维气体。我们把这归因于横向动量态的被抑制的占据,这对阻尼是必不可少的。
2015-05-14 physics.atom-ph
Hyperfine structure and electric quadrupole transitions in the deuterium molecular ion
分子氢离子具有重要意义,因为它们的光谱和外场诱导的位移有可能得到精确的理论评估。在同质分子离子中,电偶极$E1$跃迁被强烈抑制,并且主要激光光谱感兴趣的是电四极($E2$)跃迁光谱。在继续以前的工作H $_2^+$离子,我们在这里报告的超精细结构的激光诱导的电四极跃迁之间的一个大的集合D $_2^+$振转态的计算结果;以前的评估的不准确之处已被纠正。详细研究了激光偏振的影响。我们表明,氘核的电四极矩原则上可以确定低分数不确定性$(\simeq1\times10^{-4})$通过比较这里提出的结果与未来的数据从D $_2^+$的精密光谱。
2020-12-16 physics.atom-ph
Probing a Bose-Einstein Condensate with an Atom Laser
一个脉冲原子激光器从玻色-爱因斯坦凝聚体被用来探测第二个目标凝聚体。目标凝聚体散射入射的原子激光脉冲。从散射原子的空间分布,可以推断出目标凝聚体的重要性质及其与探测脉冲的相互作用。作为一个例子,我们测量了s波散射长度,在低能碰撞中,它描述了|F= 1,m_F =-1>且|F= 2,m_F =0>~(87)Rb的超精细基态。
2008-10-09 physics.atom-ph quant-ph
Pulsed pumping of a Bose-Einstein condensate
在这项工作中,我们研究了原子相干转移到玻色-爱因斯坦凝聚体的系统。我们利用两个空间分离的玻色-爱因斯坦凝聚体,在不同的超精细基态保持在同一直流磁阱。通过原子的脉冲转移,我们能够在转移的时间上显示出清晰的共振,无论是在温度还是数量上,从中我们可以得出关于潜在物理过程的结论。结果进行了讨论的背景下,最近展示的泵浦原子激光器。
2009-06-29 physics.atom-ph quant-ph
Weak Interaction Contributions in Light Muonic Atoms
计算了轻电子和μ子原子中弱相互作用对超精细分裂和兰姆位移的贡献。我们注意到,对氘的超精细分裂的修正变为零。与其他情况相比,氢中兰姆位移的弱校正被小因子$(1-4\sin^2θ_W)$额外抑制。
2012-03-24 hep-ph physics.atom-ph
The effect of hyperfine interactions on ultracold molecular collisions: NH(^3Sigma^-) with Mg(^1S) in magnetic fields
以^{24}Mg(^1S)+ ^{14}NH(^3Sigma^-)为原型系统,研究了超精细相互作用对磁场中超冷分子碰撞的影响.我们探索的能量和磁场依赖的截面,比较结果与以前的计算,忽略超精细相互作用(物理评论Lett。103,183201(2009))。超精细相互作用对自旋弛豫截面的主要影响是主导出射通道的动能释放在低场下不会减少到零。这导致截面上的离心抑制减小,并且在低能量和低场下非弹性截面增大。我们还分析了状态到状态的截面,对于各种初始状态,并表明,超精细相互作用引入额外的自旋弛豫机制。特别是,存在对未被离心抑制的传出通道的超精细介导的冲突。然而,对于Mg+NH,这些未抑制的通道仅对总截面做出很小的贡献。我们认为,我们的研究结果的影响交感冷却NH镁和得出结论,弹性非弹性截面的比例仍然足够高的交感冷却进行。
2011-08-25 physics.atom-ph physics.chem-ph
All-optical production of ${}^6\textrm{Li}$ molecular BEC in excited hyperfine levels
本文提出了一种全光学方法来实现${}^6\textrm{Li}$的分子玻色-爱因斯坦凝聚体。我们证明了这一点与混合物在最低的两个(1-2),第二低的两个(2-3)超精细状态。对于1-2混合物,在$0.05\textrm{ }μ\textrm{K}$温度下,$9\times10^4$原子的凝聚分数为36%.对于2-3混合物,在$0.05\textrm{ }μ\textrm{K}$温度下,有28%的分子与$3.2\times10^4$原子发生缩合.我们主要使用标准的方法,但与早期的工作相比,在磁偏置线圈中进行了一些改进。我们的方法对后续实验的限制最小,允许大量的光学访问,而只需要一个高真空室。我们使用的光学系统设计围绕最小化的数量的活动元素,我们可以实现减缓和亚多普勒冷却与一个单一的锥形放大器
2018-09-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Inducing vortices in a Bose-Einstein condensate using holographically produced light beams
在本文中,我们展示了一种技术,可以创建一个玻色-爱因斯坦凝聚体的平衡涡旋配置几乎任意的电荷和几何形状。我们利用双光子受激拉曼过程,将全息产生的光束的轨道角动量相干转移到铷87凝聚体上。利用物质波干涉技术,我们验证了单个涡旋和涡旋-反涡旋对的原子波函数上的相位图案。除了它们的相位缠绕之外,用这种技术产生的涡旋具有相关的超精细自旋纹理。
2011-02-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Precision Measurements of Atom-Dimer Interactions in a Uniform Planar Bose Gas
冷量子气体在受到电磁场作用时,可以产生孤立原子与二聚体或三聚体共存的样品,这就提出了这些不同成分之间相互作用的问题。在这里,我们进行微波光缔合在一个简并气体的$^{87}$ Rb原子,以创建弱结合的二聚体在其电子基态。从密度诱导的光缔合线位移,我们测量了两个最小束缚态的分子势的原子-二聚体散射长度。我们还确定了一个超精细流形的最小束缚态,我们准确地再现一个简单的模型的完整的能量图。
2022-11-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
A dynamic scheme for generating number squeezing in Bose-Einstein condensates through nonlinear interactions
利用超精细能级间的干涉和原子间的非线性相互作用,发展了一个在玻色-爱因斯坦凝聚体中产生数压缩的方案。我们描述的计划,使用多模量子场模型,并找到一个简单的解析模型在某些制度的协议。我们证明了该方案给出了强压缩的参数和原子物种的现实选择。即使系统的初始噪声是经典的并且比泊松分布的噪声大得多,数字压缩也可以导致噪声远低于量子极限。
2011-10-17 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Interaction modulation in a long-lived Bose-Einstein condensate by rf coupling
我们证明了调制的超精细自旋$F=1$在$^{87}$ Rb玻色-爱因斯坦凝聚体的Rabi耦合与射频(rf)场的磁子级之间的有效相互作用。使用的$F=1$歧管使我们能够观察到长期的演变系统由于非弹性碰撞损失的情况下。我们观察到,密度分布的演变反映了由于射频耦合原子之间的有效相互作用的变化。通过对射频场的猝灭,我们还实现了$m = \pm 1$的磁子能级从易磁化到不可磁化的转变。这里所展示的长寿命状态中射频诱导的相互作用调制将促进对失衡量子系统的研究。
2018-12-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Fundamental limit of phase coherence in two-component Bose-Einstein condensates
我们从理论和实验上研究了原子芯片上$^{87}{\rm Rb}$原子的二组分玻色-爱因斯坦凝聚体的相位相干性。我们用Ramsey干涉法测量了$|F=1,m_{F}=-1\rangle$和$|F=2,m_{F}=+1\rangle$超精细基态之间相干性的时间衰减。我们观察到,由于原子损失的随机性,相干性受到随机碰撞相移的限制。该机制是定量确认的量子轨道方法的基础上的主方程,考虑到碰撞相互作用,原子数的波动,并在系统中的损失。这种退相干过程可以通过降低冷凝物的密度来减缓。我们的发现与量子计量学和玻色-爱因斯坦凝聚体的多粒子纠缠实验以及基于芯片的原子钟的发展有关。
2020-10-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Production of large $^{41}$K Bose-Einstein condensates using D1 gray molasses
利用D1灰色糖蜜实现了大量$^{41}$ K原子在光偶极阱中的玻色-爱因斯坦凝聚。通过将压缩MOT的新构型与D1灰糖蜜结合,我们获得了温度低至42 $μ$ K的$2.4\times10^9$原子的冷样品。在将原子磁性转移到最终的玻璃单元中之后,我们进行两阶段蒸发冷却。在光偶极阱中实现了具有最低塞曼态$|F=1,m_F=1\rangle$的$1.2\times10^6$原子的凝聚。此外,我们观察到两个狭窄的费什巴赫共振在最低的超精细通道,这是与理论预测。
2016-08-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Optimal cooling strategies for magnetically trapped atomic Fermi-Bose mixtures
我们讨论了不同种类的费米-玻色混合物在磁阱中的冷却效率。通过适当选择玻色冷却器和混合物的磁俘获超精细态,实现了两种原子之间更好的热容匹配。当两个物种之间的部分空间重叠也被考虑在内,最深的费米简并得到的捕获频率比的最佳值。这可以通过用去澄清光束辅助磁阱来实现,如在费米子6Li与23 Na,87 Rb和133 Cs混合的情况下所示,对于尚未探索的6Li-87 Rb混合物找到了最佳条件。
2004-11-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Domain walls of relative phase in two-component Bose-Einstein condensates
本文研究了两个原子在两种不同的超精细自旋态下的互穿玻色-爱因斯坦凝聚体。我们表明,在两个自旋能级之间存在一个小的耦合驱动,存在畴壁,跨越这两个凝聚体的相对相位变化2 π。我们给出了这种墙的物理解释。我们表明,壁面张力决定了在大距离的某些对涡之间的力。我们还表明,畴壁的自发衰变的概率是指数抑制,在有限的和在零温度下,并确定在小拉比频率的制度的指数。我们简要地讨论了如何在未来的实验中可以创建这样的域墙。
2002-08-01 cond-mat.soft hep-ph physics.atom-ph
Dynamics of phase separation in two species Bose-Einstein condensates with vortices
本文研究了在涡旋存在下,被囚禁的稀原子气体的二组分玻色-爱因斯坦凝聚体(TBECs)的能态-不能态转变的动力学。特别地,我们考虑了Rb超精细态和Rb-Cs混合物的TBEC。当两种冷凝物中都存在涡旋时,相分离得到增强。在一个单一的带电涡流的情况下,在只有一个冷凝物,有增强时,涡流是存在于物种占据的边缘在相分离。但是,抑制发生时,旋涡是在占据核心区域的物种。为了研究涡旋的作用,我们淬灭了物种间的相互作用,以推动TBEC从混溶相到不混溶相,并使用时间相关的Gross-Pitaevskii方程来探测相分离现象。我们还研究了更高电荷的涡旋的影响。
2017-02-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Decoherence-free radiofrequency dressed subspaces
我们研究了~(87)Rb的射频修饰超精细塞曼子能级的光谱特征和相干性质。在实验上,我们设计静态和RF磁场的组合,以修改原子自旋状态对环境磁场噪声的响应。我们证明了分析和实验的存在,“魔术”敷料条件下,由于电磁场噪声的退相干强烈抑制。基于这一结果,我们提出了一个双色敷料配置,降低了原子基态的低频噪声的全局敏感性,并能够同时保护两个地面超精细流形之间的原子碱物种的多个过渡。我们的方法在任意(低)DC-磁场下产生任何一对超精细子能级之间的保护跃迁。
2020-07-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Resolution of the hyperfine puzzle and its significance for two fermion Dirac atoms
University of Illinois(伊利诺伊大学);New York University(纽约大学)
通过基于狄拉克方程精确解的极小极大变分计算,解释了氢原子基态超精细相互作用不导致坍缩的原因,并推广到正电子素及任意质量双费米子库仑系统。
2026-06-23 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Many-body chiral edge currents and sliding phases of atomic spinwaves in momentum-space lattice
长寿命原子超精细态的集体激发(自旋波)可以综合到动量空间的玻色-哈伯德模型中。我们研究了由两个耦合超精细态构成的两支腿动量空间晶格的多体基态和动力学。这种设置的基本成分是一个交错的人工磁场工程的激光耦合的自旋波状态,和状态依赖的长程相互作用,这是诱导激光敷料超精细状态的里德伯态。里德伯修饰的两体相互作用在动量空间中产生了一个依赖于态的阻塞,并且在多体基态中存在磁通量时,可以放大交错磁通量诱导的反手征边缘电流.当里德伯敷料是适用于超精细状态,奇异的滑动绝缘和超流/超固相出现。由于里德伯修饰的长程相互作用,自旋波沿着动量空间晶格的一条腿滑动而不消耗能量。我们的研究为利用动量空间晶格中原子超精细态自旋波相互作用进行拓扑相和奇异动力学的量子模拟奠定了基础。
2020-03-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Efficient production of an 87Rb F = 2, mF = 2 Bose-Einstein condensate in a hybrid trap
我们在由四极磁场和单个光学偶极束组成的混合阱中实现了87 Rb在F=2、m_F=2超精细亚态的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)。四极磁阱的对称轴与光束轴重合,这比以前的混合阱提供了更强的轴向约束。在14 μ K下从四极磁阱中加载2 × 10^6个原子到混合阱中后,我们进行了有效的强制蒸发,并在0.5 μ K和4 × 10^5个原子的温度下达到了BEC的开始。我们还获得了低于1 μ K的1 × 10^6原子的热云在一个纯粹的单光束光学偶极阱,斜降的磁场梯度蒸发冷却后的混合陷阱。
2015-02-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spin critical opalescence in zero temperature Bose-Einstein Condensates
冷原子的发展表明,在零温度下测量连续相变的标度特性和长程涨落的前景。讨论了两种不同超精细自旋态玻色子原子的玻色-爱因斯坦凝聚体的相分离条件。平均场的描述打破了从混溶侧的过渡系统的方法。一个有效的自旋描述澄清了铁磁性质的过渡。我们表明,在散射长度的差异,在相同的自旋状态的玻色子导致一个有效的内部磁场。内部磁场消失的条件(即,类玻色子散射长度的相等值)是一个特殊点。我们发现,在该点附近的长程密度波动被抑制,而有效自旋表现出的长程波动的特征临界点。零温度系统表现出临界乳光相对于长波长波的杂质原子与玻色子相互作用的自旋依赖的方式。
2012-02-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph