Hypersonic Bose-Einstein Condensates in Accelerator Rings
迄今为止，一些最敏感和精确的测量是基于自由下落原子云的物质波干涉测量法。实例包括惯性、重力和旋转的高精度测量。为了实现这些非常高的灵敏度，询问时间必须非常长，因此实验装置必须非常高，在某些情况下达到十米甚至一百米。消除重力加速度，例如在atomronic circuits6，7和matterwaveguides，将导致紧凑的设备具有更长的询问时间，从而大大提高灵敏度的基本和实际的测量。在这封信中，我们展示了非常光滑和可控的物质波导传输玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在宏观距离：我们使用一种新型的中性原子加速器环，使BEC非常高的速度（16倍的声速）和运输他们在磁性物质波导15厘米，同时完全保留其内部的相干性。每个原子超过40000h的高角动量使量子霍尔态的朗道能级更高。高超音速的速度与我们的能力相结合，以皮开尔文精度控制的潜力打开了新的视角，在研究超流性，并引起新的制度的隧道和运输。相干物质波导有望在高度紧凑的设备中实现几秒钟的交互时间。这些发展将导致便携式制导原子干涉仪的应用，如惯性导航和重力绘图。
2019-07-19 cond-mat.supr-con physics.atom-ph physics.optics
Bi-chromatic adiabatic shells for atom interferometry
我们证明双色绝热磁壳陷阱作为一种新的工具，物质波干涉。利用两个强射频场对铷原子玻色-爱因斯坦凝聚体的$|1,-1\rangle $和$ |2,1\rangle$态进行了修饰，从而产生了两个独立可控的壳层陷阱。这使我们能够匹配两个陷阱，并使用微波脉冲，创建一个依赖于状态的时钟型干涉仪。考虑到干涉仪的低水平限制，可以使原子展开，从而产生2D片材，其可以用于直接成像干涉仪。该干涉仪可以对空间变化的电场或磁场敏感，所述电场或磁场可以是DC、AC、RF场或微波，或者甚至是重力的局部变化。我们证明了壳陷阱的独立控制所提供的陷阱匹配允许长的相干时间，这将导致高灵敏度的成像物质波干涉仪。
2019-07-03 physics.atom-ph quant-ph
Atom Interferometry in a Warm Vapor
我们演示了铷原子热蒸气中的物质波干涉。已建立的光脉冲原子干涉测量方法依赖于激光冷却来将大量原子系综集中到与原子光学光脉冲共振的速度类中。在我们的实验中，我们表明，没有激光冷却，可以获得清晰的干涉信号。这种效应依赖于原子干涉仪共振的多普勒选择性。该干涉仪可以被配置为测量加速度，我们证明，多个干涉仪可以同时操作，通过解决多个速度类。
2017-02-11 physics.atom-ph quant-ph
Using atomic interference to probe atom-surface interaction
我们表明，原子干涉反射从两个适当的偏振倏逝波是敏感的延迟效应在原子表面相互作用的特定的实验参数。研究了原子德布罗意波长的长短极限。前一种情况在半经典近似下（Landau-Zener模型）进行了分析。后者代表了一个量子制度，并通过数值求解相关的耦合薛定谔方程进行分析。我们考虑一个具体的实验方案，并显示铷（短波长）和更轻的亚稳态氦原子（长波长）的结果。然后讨论每个案件的是非曲直。
2000-01-06 physics.atom-ph
Ionization of atoms by few-cycle EUV laser pulses: carrier-envelope phase dependence of the intra-pulse interference effects
我们研究了H原子在几个周期的强激光脉冲作用下的电离，特别是脉冲内的干涉效应，以及它们与激光脉冲的载波包络相位（CEP）的关系。在连续谱电子的最终动量分布中，可以观察到两种类型的脉冲内干涉效应的印记，即时间干涉和空间干涉。在空间干涉期间，同时发射但遵循不同路径的电子波包干涉，导致在电子光谱中可测量的干涉图案。这也可以被解释为直接波和散射波之间的干涉，以及作为目标的全息映射（HM）的空间干涉图案。该HM图案通过激光脉冲的形状受到载波包络相位的强烈影响。在这里，我们已经研究了如何修改的形状的HM图案的CEP，我们已经找到了一个最佳的CEP的观察HM。
2014-09-12 physics.atom-ph
Interference of Resonance Fluorescence from two four-level atoms
在艾希曼等人最近的一项实验中，对线偏振激光驱动的两个四能级离子的荧光进行了偏振灵敏测量。根据所选择的偏振，观察到不同程度的干涉。我们对该系统进行了理论和数值研究，结果表明，可以在很大程度上通过将原子视为独立的辐射体来理解，这些辐射体由入射激光场的相位同步。干涉及其损失可以用稳态下各种原子跃迁的相干和非相干驱动之间的差异来描述。在数值模拟中，我们使用Monte Carlo波函数方法进行，删除了假设，原子辐射独立，并考虑光电探测过程的细节。这使我们能够看到从单个光电检测中建立的总干涉图案，并且还可以看到超荧光的影响，当原子分离与光波长相当时，超荧光变得非常重要。计算结果与实验结果进行了比较。我们还进行了模拟在非稳态政权，并讨论了干涉图案的可见性和哪些路径的考虑之间的关系。
1996-11-28 physics.atom-ph
Quantum interference effects in a $Λ$-type atom interacting with two short laser pulse trains
该研究针对电磁感应透明条件下与两束短激光脉冲串作用的三能级Λ型原子，通过数值求解和解析推导，分析了脉冲参数对激发路径间量子干涉的影响。
2023-06-14 physics.atom-ph
Matter wave interference using two-level atoms and resonant optical fields
发展了共振光场与二能级原子相互作用的物质波干涉理论。当包括反冲效应时，原子密度的空间调制可以发生大于或与反反冲频率相当的时间。在这种情况下，原子表现出物质波干涉。两个特定的原子场的几何形状被认为是。在第一种情况下，原子的速度分布均匀，其特征在于受到一个单一的辐射脉冲。脉冲激发原子，然后原子衰变回较低的状态。总原子密度的空间调制被计算为$t$的函数，其中$t$是脉冲之后的时间。与正常的Talbot效应相反，由于自发发射，空间调制密度不是$ t,$的周期函数;然而，在足够长的时间之后，来自自发过程的贡献不再起作用，并且Talbot周期性被恢复。在第二种原子场几何结构中，存在由间隔$T$分开的两个脉冲。在这种情况下，原子速度分布被假定为非均匀加宽。与正常的Talbot-Lau效应相反，由于自发发射，空间调制密度不是$T$的周期函数;然而，对于足够长的时间，自发过程的贡献不再起作用，并且Talbot周期性被恢复。空间调制密度的结构进行了研究，并发现镜像原子密度以下的第一个脉冲。空间调制的原子密度用作自发发射辐射分布的间接探针。
1998-10-15 physics.atom-ph
Coupling field dependent quantum interference effects in a $Λ$-system of $^{87}Rb$ atom
本文研究了一个$Λ$ -系统中$^{87}Rb$原子的$D_2$线跃迁在不同耦合场组态下的量子干涉效应。在行波耦合场（与探测场共同传播）的情况下，探测光束在共振时显示出较早已知的电磁感应透明（EIT）效应。在驻波耦合场（与探测光束同向和反向传播）作用下，探测EIT转变为电磁感应吸收（EIA）。耦合束功率的变化表明，在高耦合功率下，EIA信号具有比具有和不具有施加的磁场的EIT信号大得多的幅度和斜率。这些EIA信号对于紧密的激光频率锁定和光开关是有用的。
2018-06-10 physics.atom-ph
Two-path interference in the resonance-enhanced few-photon ionization of atoms
研究了锂原子在2s-2 p跃迁附近的线偏振光共振增强少光子电离。考虑到光的偏振方向与量子化轴正交，这个过程可以看作是一个原子的“双缝实验”，其中磁量子数m_l=+-1的2 p态作为狭缝。在我们的实验中，我们可以通过在两个圆偏振2 p态之一的锂受到电离辐射之前，将其制备成两个狭缝中的一个，从而实际上关闭两个狭缝中的一个。这使我们能够提取两个路径之间的干扰项，并获得最终状态的复杂相位信息。实验结果与含时薛定谔方程的数值解吻合得很好。利用含时微扰方法对双缝模型的有效性进行了理论分析。
2022-06-28 physics.atom-ph
Quantum interference in a four-level system of a $^{87}\mathrm{Rb}$ atom: Effects of spontaneously generated coherence
本文从理论上分析了$^{87}\mathrm{Rb}$原子四能级系统中的量子干涉效应和自发相干效应。对于SGC效应，我们发现在不同的耦合场和开关场强度下，由于相消干涉可以诱导出一种新的EIT通道，并且可以相干地窄化或消除非线性克尔吸收。
2010-11-10 physics.atom-ph quant-ph
Quantum interference of a single spin excitation with a macroscopic atomic ensemble
本文报道了$N_{\text{atom}} =10^5$原子自旋系综与集体单自旋激发的量子干涉现象。从原子散射的单个光子的检测创建了单个自旋激发，嵌入在系综的集体自旋中的Fock状态。然后，通过对集体自旋的量子非破坏测量，通过断层扫描检测原子系综的状态。在集体自旋态的边缘分布中，$\sqrt{N_{\text{atom}}}$的级的宏观差异是由单个激发自旋和$N_{\text{atom}}$原子之间的干涉引起的。集体自旋的离散-连续混合处理为量子信息处理、精密测量和通信铺平了道路，为产生更奇异的状态铺平了道路。
2014-04-09 physics.atom-ph quant-ph
Probing the interaction between Rydberg-dressed atoms through interference
研究了光晶格中原子玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学行为，其中原子的电子基态与高激发里德堡态通过远离共振的激光弱耦合。这种敷料诱导基态原子之间的可切换的有效软核相互作用，在晶格中，引起现场以及远程相互作用项。在接通修整激光器时，玻色-爱因斯坦凝聚体经历非平凡的坍缩和恢复动力学，这可以在原子从光晶格释放后产生的干涉图案中观察到。这种干涉信号强烈依赖于修整激光脉冲的强度和持续时间，可以用来探测和表征里德伯修整原子之间的有效相互作用。
2012-04-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Quantum Walks With Neutral Atoms: Quantum Interference Effects of One and Two Particles
我们报道了在状态相关的光晶格中中性原子量子行走实验的最新进展。我们展示了一种新的状态相关的输运技术，使两个自旋选择子晶格的控制在一个完全独立的方式。这种传输技术使我们能够进行基于违反Leggett-Garg不等式的单粒子量子干涉的测试，最近，我们还探测了冷却到运动基态的中性原子的双粒子量子干涉效应。这些实验为研究强相互作用、不可区分粒子的离散时间量子行走奠定了基础，从而证明了中性原子的量子元胞自动机。
2015-11-11 physics.atom-ph quant-ph
Interference of an array of atom lasers
本文报道了一系列原子激光干涉的观测结果。在介观光晶格中，不同的玻色-爱因斯坦凝聚体中的原子相互耦合，形成梳状相干原子束阵列。观察到的干涉信号来自重叠原子激光束的空间拍频，其在对应于2 ms的自由降落时间的垂直区域上被采样。测量了原子激光器的平均相对德布罗意频率。
2005-10-24 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Interference of cavity light by a single atom acting as a double slit
本研究证明单个原子在双阱中隧穿并与光学腔耦合时，可充当双缝产生干涉现象，并生成超泊松聚束光及定向腔发射，为量子信息应用和原子多体态无损测量提供新途径。
2023-12-25 physics.atom-ph quant-ph
Quantum interference-enhanced deep sub-Doppler cooling of 39 K atoms in gray molasses
我们报告了增强的亚多普勒冷却的玻色子原子的$^{39}$ K促进形成暗态调谐的拉曼共振在$Λ-$配置附近的D1过渡。约12 $μ$ K的温度是在两个阶段的D2-D1糖蜜，并跨越一个非常大的参数区域，其中量子干涉持续稳健。我们还提出了增强辐射加热的结果与亚自然线宽（0.07 $Γ$）和签名Fano的相干驱动三能级原子系统的档案。用连分式方法求解了双色光场中三能级原子的光学Bloch方程，指出冷却只发生在小速度级的原子上，强调了D2糖蜜阶段预冷的必要性。
2013-09-04 physics.atom-ph quant-ph
Polarization induced interference within electromagnetically induced transparency for atoms of double-V linkage
原子内部复杂的能级结构在电磁感应透明（EIT）研究中的作用一直受到人们的关注，原子内部的各种简并塞曼能级通常会产生复杂的跃迁模式。结果表明，通过对原子态和原子跃迁的链接结构的特殊选择，由探针和耦合光的偏振引起的量子干涉的清晰特征可以从典型的EIT现象中显现出来。我们提出研究一个具有双V键模式的四态系统的跃迁，并分析EIT条件下的极化诱导干涉。我们表明，这种干涉自然产生的光场和原子操纵的温和条件下。讨论了它的预期性能及其在偏振自由度全光开关中的潜在应用。此外，我们构建了一个变化形式的双M链接模式，其中偏振诱导干涉使偏振相关的交叉调制入射光之间，可以是有效的，即使在少光子水平。本论文的主题是深入研究一个基本问题：如何构建非平凡的光学介质，使入射光在多光子到少光子的范围内产生偏振相关的非线性光学相互作用。
2017-09-03 physics.atom-ph quant-ph
Time-resolved buildup of two-slit-type interference from a single atom
一个光电子被迫通过两个原子的能级，然后从剩余的离子退出显示在其角分布的干涉条纹作为一个双缝型干涉实验在波矢空间的表现。通过两个低强度连续波激光器照射铷原子来实验性地实现这种情况[Pursehouse等人，物理修订信函122，053204（2019）]。在单光子过程中，第一个激光激发5p能级，而第二个不相关的光子将激发的粒子数提升到连续谱。当第二束激光激发6p态，第一个光子触发电离时，也可以达到相同的连续态。由于两束激光很弱，而且它们的相对相位不相关，因此产生干涉所需的相干性来自原子本身。增加强度或缩短激光脉冲提高了来自两个激光器的两个光子同时作用的可能性，因此预期所施加激光器的相干特性会影响干涉条纹。在这里，这方面进行了详细研究，它是如何调谐的激光脉冲的时间形状允许跟踪的干涉条纹的时间依赖性。我们还研究了施加具有随机振幅的第三激光场的影响，导致其中一个电离振幅的随机波动，并讨论了干涉条纹的影响。
2019-07-12 physics.atom-ph quant-ph
Quantum interference in attosecond transient absorption of laser-dressed helium atoms
计算了延迟红外（\ir）激光脉冲作用下氦原子对孤立阿秒脉冲的瞬态吸收。由于宽阿秒谱的中心频率在电离阈值附近，吸收谱在亚\ir周期能级上受到强烈调制。考虑到吸收光谱的结果从时间积分测量，我们调查的延迟依赖的吸收产生的原子场能量交换的阿秒动力学的信息的程度。我们发现两种配置中，这是可能的。第一个涉及束缚态之间的多光子跃迁，导致不同激发途径之间的干扰。另一个涉及的修改的束缚态吸收线的IR字段，我们发现，只有当电离限制的持续时间的强场相互作用，可以导致在一个子周期的时间依赖性。
2013-01-04 physics.atom-ph quant-ph
Interference and dynamics of light from a distance-controlled atom pair in an optical cavity
干涉是量子物理学的核心，当存在不可区分的路径时就会发生，比如在双缝实验中。用两个单原子取代两个狭缝引入了光学非线性，预测了非平凡的干涉现象。然而，它们的观测一直受到制备所需原子分布、控制光学相位和检测微弱光等困难的阻碍。在这里，我们克服了所有这些实验的挑战相结合的光晶格的原子定位，单站点分辨率的成像系统，和光转向的光学谐振器。我们观察到共振诱导的饱和共振荧光的建设性干涉的散射光和非零发射与巨大的光子聚束的相消干涉。后者是由原子饱和和光子对产生解释。我们的实验设置是可扩展的，并允许实现任何数量的原子和光子的Tavis-Cummings模型，探索光-物质相互作用的基本方面，并实现新的量子信息处理协议。
2016-01-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Robust Quantum Control via Multipath Interference for Thousandfold Phase Amplification in a Resonant Atom Interferometer
本研究提出利用量子最优控制调控杂散轨迹多路径干涉的新技术，提升光脉冲原子干涉仪鲁棒性，在共振系统中实现千倍相位放大，还提出缓解自发辐射与多脉冲作用产生寄生干涉的策略，有望助力各类量子传感器及物质波干涉仪应用。
2024-12-12 physics.atom-ph quant-ph
Two-Particle Interference with Double Twin-Atom Beams
我们展示了一个源的相关原子对的特征在于两个相反的动量和两个空间模式形成一个贝尔态只涉及外部自由度。我们通过观察相关两粒子发射模中高达-10 dB的强数压缩来表征原子束的发射态。此外，我们证明了真正的两粒子干涉的归一化二阶关联函数$g^{(2)}$相对于发射的原子。
2021-03-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Interference control of nonlinear excitation in a multiatom cavity QED system
研究表明，在多原子腔QED系统中，通过操纵量子干涉，可以共振增强腔-原子极化激元的非线性激发，同时抑制线性激发。在适当的条件下，可以用两个自由空间激光场选择性地增强或抑制极化激元的激发。我们报道了一个实验，冷Rb原子在光学腔和目前的实验结果表明，这种干涉控制的腔QED激发和它的直接应用研究的全光开关和交叉相位调制的腔传输光。
2014-09-28 physics.atom-ph physics.optics
Experimental triple-slit interference in a strongly-driven V-type artificial atom
二能级原子的拉比振荡表现为与原子叠加相关的振幅之间的量子干涉效应，类似于经典的双缝实验，其表现为正弦干涉图案。通过直接探测拉比机制下量子点中性激子的时间分辨共振荧光，我们在实验上证明了V型三能级原子中通过量子擦除实现的三缝型量子干涉。这一结果对V型三能级系统性质的实验研究具有重要意义，并为进一步深入了解其相干性质以及量子信息方案的应用铺平了道路。它还建议量子点作为多路径干涉实验的候选者，以探索量子物理学中的基础概念。
2017-08-01 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Quantum Interference between Photons and Single Quanta of Stored Atomic Coherence
光子的不可逆性对于在远程独立节点上构建量子网络至关重要，人们已经通过观察Hong-Ou-Mandel干涉仪中的重合谷来广泛研究光子的不可逆性。然而，不相容性并不局限于同一类型的玻色子。在此，我们第一次观察到在原子-光分束器界面中飞行的光子和存储的原子相干性（磁振子）的单个量子之间的量子干涉。我们证明了这种界面的厄米性决定了光子和磁振子之间的量子干涉类型。因此，不仅观察到玻色子的聚束行为，而且还观察到反聚束现象。所展示的磁振子-光子量子接口的混合性质可以应用于多功能量子存储器平台，并且可以导致与玻色子采样中发生的光子分布根本不同的光子分布。
2022-02-25 physics.atom-ph quant-ph
Narrow bandwidth interference filter-stabilized diode laser systems for the manipulation of neutral atoms
我们提出并研究了不同的外腔半导体激光器（ECDL）配置的中性原子的操作，波长稳定的窄带高透射干涉滤光片。研制了一种基于自籽晶锥形放大器芯片的新型半导体激光器，其输出功率大于1W，线宽小于200kHz。此外，我们比较了两个激光系统的光学和光谱特性的基础上共同的激光二极管，不同的涂层，以及一个，基于分布反馈（DFB）二极管。与使用衍射光栅进行波长鉴别的二极管激光器设置相比，所有这些系统中的线性腔设置将稳健且紧凑的设计与高波长可调谐性和改善的光学反馈稳定性相结合。
2007-09-10 physics.atom-ph physics.optics
On the influence of resonance photon scattering on atom interference
本文研究了三光栅马赫-曾德尔干涉仪出口处光子与原子的共振散射对原子干涉图样的影响。假设散射过程不破坏描述原子在散射过程发生前状态的原子波函数，而只引起其相位的一定移动和变化。我们发现干涉的可见性强烈地依赖于在光子-原子散射事件中转移到原子的动量的统计分布。这也解释了实验观察到的（Chapman等人1995 Phys.Rev.Lett. 75 2783）的可见度与比值d_p/λ_i = y '_{12}（2π/kdλ_i）的关系，其中y'_{12}是散射事件发生处与第一光栅之间的距离，k是原子质心运动的波数，$d$是光栅常数，λ_i是光子波长。此外，值得注意的是，光子-原子散射事件在实验上发生在与第一光栅相关联的菲涅耳区域（即，近场区域）内，这在得出关于干涉可见度的“哪条路”信息的相关性的结论时应当被考虑在内。
2010-10-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Observation of absorptive photon switching by quantum interference
我们报告了一个实验演示的光子开关的量子干涉在一个四能级原子系统提出的哈里斯和山本（物理评论Lett。81，3611（1998））。在四能级系统中，量子干涉抑制单光子吸收，但增强三阶双光子型吸收。我们观察到在冷~（87）Rb原子实现的四能级系统中，非线性吸收大大增强，并且用脉冲泵浦激光演示了非线性吸收的快速开关。
2001-05-21 physics.atom-ph physics.optics
Interference of photons from independent hot atoms
Palacký University（帕拉茨基大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）
本研究通过光子相关测量实现了独立热原子发射体光的干涉，为多普勒自由光学光谱学提供了敏感且稳健的方法。
2026-02-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Single-photon interference due to motion in an atomic collective excitation
我们在实验上演示了原子集体自旋激发（CSE）产生双色单光子。光子到达时间显示集体量子拍频，这是CSE中原子相对运动产生的一种新的干涉效应。速度选择性激发与强激光修整和添加磁场的组合允许对这种集体拍现象进行精细控制。本实验使用具有近红外光子的菱形方案，其可以扩展到包括折射波长或修改以允许在倒Y方案中存储和检索。
2017-05-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Atom Interferometry in a Vertical Optical Lattice
本文研究了简并量子气体在垂直光晶格中的干涉。当原子从晶格中释放时，原子的相干性导致干涉图案。这在早期的实验中已经被证明是玻色-爱因斯坦凝聚体。在这里，我们表明，也可以观察到的干涉图案的费米子的动量分布是小于反冲动量的晶格。特别注意的是相互作用的作用，冲洗出的干涉图案的冷凝物，但不影响自旋极化的费米气体，在超冷温度下的碰撞是禁止的。比较两种量子气体的干涉，我们发现费米子在囚禁原子干涉测量中具有明显的优越性。
2004-11-09 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph quant-ph
Decay, interference, and chaos: How simple atoms mimic disorder
我们建立了一个密切的定量类比之间的激发和电离过程的高激发单电子里德堡态在微波驱动和电荷输运通过无序的一维晶格。我们的研究结果为安德森局域化--一种无序诱导效应--在一大类完全确定性的衰变原子系统中开辟了一个新的舞台。
2002-12-10 nlin.CD physics.atom-ph physics.comp-ph
Quantum Interference in Two-Atom Resonant X-ray Scattering of an Intense Attosecond Pulse
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
研究两非相互作用Ne+离子在强极紫外脉冲驱动下的共振X射线散射，分析脉冲强度、原子配置和初始电子态对总散射信号的影响，发现共振散射产率高于非共振，信号角依赖性类似双原子结构因子，干涉条纹可见度受脉冲面积和初始电子态影响。
2026-01-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Interference effects in the reradiation of ultrashort electromagnetic pulses
在突发微扰近似下，研究了非均匀超短电磁脉冲与线性多电子原子链相互作用系统的再辐射问题。得到了任意原子数下再辐射谱的角分布。结果表明，光子辐射振幅的干涉效应导致了“衍射”极大值的出现。所得结果可以推广到二维和三维晶格和原子链的情况。所开发的方法还允许考虑晶格原子的热振动。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
