Sympathetic cooling of rovibrationally state-selected molecular ions
本文提出了一种在离子阱中产生旋转和振动选态、自旋冷分子离子的新方法。我们的技术是基于中性分子的状态选择阈值光电离，然后用激光冷却的钙离子对产生的离子进行交感冷却。使用N $_2^+$离子作为测试系统，我们实现了> 90%的选择性，在制备的基础振转能级和状态寿命的数量级为15分钟的限制与背景气体分子的碰撞。该技术可以用来产生一个广泛的非极性和极性的分子离子在地面和激发振转态。我们的方法为冷量子控制的离子-分子碰撞研究、用状态选择的分子离子和分子-离子量子比特进行频率计量学实验开辟了新的前景。
2010-06-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Direct observation of atom-ion non-equilibrium sympathetic cooling
交感冷却是系统和较冷的浴之间的能量交换过程。我们在原子-离子实验中研究了这一基本过程，该实验中系统由单个离子组成，被捕获在射频Paul阱中，并在~200 K的相干态下制备，浴是μK温度下的超冷原子云。我们直接观察交感冷却动力学与单次能量测量在一个，几个，在两个不同的制度碰撞。在一种情况下，碰撞主要冷却系统，非常有效的动量传递导致仅在少数碰撞中冷却。在另一种情况下，由于在离子阱的振荡电场存在下原子-离子碰撞的非平衡动力学，碰撞可以冷却和加热系统。虽然我们的大部分观测结果与硬球（朗之万）碰撞的分子动力学模拟吻合得很好，但散射角分布的测量揭示了超出朗之万模型的前向散射（掠射）碰撞。这一工作为进一步利用受控原子-离子系统研究非平衡态和碰撞动力学奠定了基础。
2018-01-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Effective microscopic models for sympathetic cooling of atomic gases
在热浴存在下的系统的热化一直是许多理论研究的主题，特别是在固态物理的框架中。在这种情况下，存在一个大的带宽的频率分布的谐振子schematizing热浴是至关重要的，强调在Caldeira-Leggett模型。相比之下，原子阱中的超冷气体以明确定义的频率振荡，因此似乎不在卡代拉-莱格特范式之内。我们引入相互作用哈密顿，使我们能够适应模型的原子物理学框架。这些模型的内在非线性区分他们从原来的Caldeira-Leggett模型，并要求一个非平凡的稳定性分析，以确定有效的范围内的模型参数。这些模型允许分子动力学模拟的混合物的超冷气体，这是当前的相关性，优化共振冷却退化玻色-费米混合物。
2015-10-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Selforganisation and sympathetic cooling of multispecies ensembles in a cavity
我们预测并发自组织和冷却的多物种合奏的激光照射的偏振粒子内的高Q腔模式。激光到腔中的共振集体散射产生光学势，该光学势在阈值泵浦功率以上将均匀的颗粒分布转换为所有成分的结晶顺序。添加任何质量和温度的额外粒子总是降低自形成所需的泵浦功率，并允许同时捕获原子，对于这些原子，高相空间密度是容易获得的，与许多其他种类的原子、分子或甚至可极化的纳米颗粒组合。集体散射导致不同物种之间的能量交换，而没有直接的碰撞相互作用。我们分析计算的阈值条件，能量通量和由此产生的平衡相空间分布，并表明，腔介导的能量转移增强了重粒子的冷却，通过添加轻粒子形成一个冷水库。广泛的数值多体模拟支持我们的动力学分析模型的结果。
2011-06-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Cold interactions between an Yb$^+$ ion and a Li atom: Prospects for sympathetic cooling, radiative association, and Feshbach resonances
用耦合团簇方法的两种变体研究了（LiYb）$^+$分子离子的电子结构，它们分别限于单、双和非迭代或线性三重激发。势能曲线的基态和激发态，永久和过渡电偶极子运动，和远程相互作用系数$C_4$和$C_6$的报告。随后采用的数据在散射计算和光缔合研究。费什巴赫共振被证明是可测量的，尽管在保罗陷阱的离子的微动。分子离子可以通过单光子光缔合形成单重电子基态，通过双光子光缔合形成三重态;基于费什巴赫共振的冷原子-离子化学控制应该是可行的。Yb $^+$离子由Li原子的超冷气体的交感冷却的条件被发现在10 $\,$ mK至10 $\,$ nK的温度范围内是有利的;并且使用费什巴赫共振的进一步改进应该是可能的。总之，这些结果表明，建立一个量子模拟器与超冷Yb $^+$离子和Li原子的良好前景。
2015-04-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Bose-Einstein Condensation of Strontium
报道了超冷锶原子的玻色-爱因斯坦凝聚。我们使用84Sr同位素，其天然丰度较低，但为蒸发冷却提供了优异的散射性能。在亚稳态中使用磁阱、窄线冷却和光阱中的直接蒸发冷却进行聚集，得到含有1.5 × 10^5个原子的纯凝聚体。这使得84Sr在未来涉及原子双电子系统的量子简并气体实验中处于领先地位。
2009-11-24 cond-mat.quant-gas
Bayesian optimization of Bose-Einstein condensation via evaporative cooling model
为了实现玻色-爱因斯坦凝聚，可以通过动态调节形成光学偶极阱的激光束的功率来实现蒸发冷却。我们提出并实验证明了一个协议的贝叶斯优化的玻色-爱因斯坦凝聚通过蒸发冷却模型。应用该方案，在12μK温度下，从原子数为6.0 × 10 ~（e5）的初始阶段开始，通过蒸发冷却可以得到纯的~（87）Rb原子数为2.4 × 10 ~（e4）的玻色-爱因斯坦凝聚体。与基于黑箱实验的贝叶斯优化方法相比，该方法只需少量实验就能验证光偶极阱激光功率的近似最优曲线，从而大大节省了实验资源。
2023-03-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Study on Cooling of Positronium for Bose-Einstein Condensation
提出了一种新的冷却正电子素的方法，以实现正电子素的玻色-爱因斯坦凝聚。我们对三个过程进行了详细的研究：（1）正电子偶素与腔壁之间的热化过程，（2）Ps-Ps散射和（3）激光冷却。热化过程被证明是不够的BEC。Ps-Ps碰撞也被证明对冷却性能有很大的影响。我们结合这两种方法，并建立一个有效的冷却BEC。我们还提出了一种新的光学激光系统的冷却。
2016-02-17 cond-mat.quant-gas hep-ex physics.atom-ph
Direct laser cooling to Bose-Einstein condensation in a dipole trap
提出了一种仅用激光冷却制备三维玻色-爱因斯坦凝聚体的方法。在冷却1.4秒后，在$T_{\mathrm{c}} = 0.6\ μ\mathrm{K}$的温度下，与$2.5 {\times} 10^{4}$ $^{87}\mathrm{Rb}$原子交叉相变到缩合。原子被捕获在一个交叉的光偶极阱中，并使用拉曼冷却与远偏离共振光泵浦光，以减少原子的损失和加热。所达到的温度远低于有效反冲温度。我们发现，在最后的冷却阶段，在原子密度以上$10^{14}\ \mathrm{cm}^{-3}$，仔细调整陷阱深度和光泵浦速率是必要的，以避免加热和损失机制。该方法可以使得能够在包括费米子的各种系统中快速产生量子简并气体。
2019-04-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
All optical cooling of $^{39}$K to Bose Einstein condensation
报道了$^{39}$ K原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的全光产生。我们直接将$3 \times 10^{7}$原子从灰色糖蜜中装入大体积的光偶极阱中进行D1跃迁。然后，我们施加一个小的磁四极场，在转移原子在一个严格限制的光阱的样品。最后在接近费什巴赫共振处进行蒸发冷却以增强散射长度。我们的设置允许每7秒用$3 \times 10^5$原子跨越BEC阈值。作为对相互作用可调性的兴趣的一个例证，我们研究了玻色-爱因斯坦凝聚体在一维到三维交叉中的膨胀。
2014-07-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Laser cooling for quantum gases
激光冷却利用光散射的物理原理将原子和分子气体冷却到接近绝对零度。这是基本上所有原子气体实验的关键初始步骤，在这些实验中，玻色-爱因斯坦凝聚以及更普遍的量子简并被达到。激光冷却方法的持续发展使更多的元素能够实现量子简并，每一个额外的原子种类都提供了自己的实验机会。改进的方法正在开辟新的途径，例如，纯粹通过激光冷却实现玻色-爱因斯坦凝聚以及实现连续的玻色-爱因斯坦凝聚。在这里，我们回顾这些最近的创新激光冷却，并提供了一个展望的方法，可能使新的方式来创造量子气体。
2022-09-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Bose Condensation of Photons Thermalized via Laser Cooling of Atoms
玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）是在低温下实现的物质的量子相。光子是玻色子中最重要的种类之一，由于缺乏粒子数守恒，通常不会凝聚。我们最近描述了一个光子热化机制，它产生了一个巨正则系综的光与有效的光子数守恒之间的子系统和粒子库。这种机制发生在原子的多普勒激光冷却期间，其中原子用作温度库，而冷却激光光子用作粒子库。在这里，我们解决这个问题的可能性BEC的光子在这个激光冷却光子热化的情况下，理论上证明了玻色凝聚的光子可以实现通过冷却的两个级别的原子（实现与碱土金属原子）内的法布里-珀罗腔的合奏。
2018-09-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Direct evaporative cooling of 39K atoms to Bose-Einstein condensation
我们报道了在不需要外加原子冷却剂的情况下实现39K原子的玻色-爱因斯坦凝聚体。我们实现玻色-爱因斯坦凝聚的途径包括用亚多普勒激光冷却含有10^10个以上原子的大原子云，以及在光学偶极阱中蒸发冷却，在光学偶极阱中可以使用磁费什巴赫共振来增加碰撞截面。在不到15秒的时间内就可以产生几乎10^6个原子的大型凝聚体。我们的成就消除了与Rb原子的共振冷却的需要，这是迄今为止由于39K的不利碰撞性质而实施的通常路线。我们的研究结果简化了制备具有可调相互作用的39 K原子的玻色-爱因斯坦凝聚体的实验装置，其具有广泛的有前途的应用，包括原子干涉术以研究量子气体中的无序和相互作用的相互作用。
2012-07-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
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
Bose-Einstein condensation by polarization gradient laser cooling
本文证明仅用偏振梯度冷却即可在微米级波纹光偶极阱中形成约250个铷-87原子的玻色-爱因斯坦凝聚，关键参数由机器学习优化，使相空间密度提升近两个数量级。
2023-12-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Cooling of trapped ions by resonant charge exchange
两种最广泛使用的离子冷却方法是激光冷却和通过弹性碰撞（EC）的感应冷却。在这里，我们展示了另一种冷却离子的方法，该方法是基于被困离子和超冷母原子之间的共振电荷交换（RCE）。具体地，被捕获的Cs $^{+}$离子通过与共捕获的超冷Cs原子的碰撞以及分别通过与共捕获的超冷Rb原子的碰撞而冷却。我们观察到Cs原子对Cs $^{+}$离子的冷却比Rb原子对Cs $^{+}$离子的冷却更有效。这表明除了Cs-Cs $^{+}$情况下的弹性离子-原子碰撞通道之外，还存在一种冷却机制，即通过RCE冷却。通过实验确定了RCE的冷却效率，发现碰撞前冷却比EC冷却高两个数量级。这一结果为进一步研究原子-离子杂化系统中电子跳跃电荷输运提供了实验依据。
2018-04-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Immersing carbon nano-tubes in cold atomic gases
我们研究了一个独立的，振动的碳纳米管，是安装在一个原子芯片，并沉浸在云的超冷原子的交感神经松弛。与纳米管碰撞的气体原子通过Casimir-Polder势激发声子。我们使用费米的黄金法则来估计相关的实验参数的弛豫率，并开发一个完全动态的弛豫理论的多模声子场嵌入在一个热原子水库。基于现有的实验数据，我们确定的弛豫率作为一个函数的原子密度和温度所需的交感基态冷却的碳纳米管。
2013-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Soliton creation during a Bose-Einstein condensation
我们利用随机Gross-Pitaevskii方程研究了玻色-爱因斯坦凝聚的动力学。我们发现，冷却成玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）可以创建孤立子的密度由冷却速率和临界指数的过渡。因此，计算在其尾流中留下的孤子应该允许人们确定BEC相变的临界指数z和nu。同样的信息可以从两点关联函数中提取。
2010-03-23 cond-mat.quant-gas hep-th quant-ph
