A simple 2 W continuous-wave laser system for trapping ultracold metastable helium atoms at the 319.8 nm magic wavelength
在超冷的光阱氦中,$2 \ ^3 S \rightarrow 2 \ ^1 S$跃迁的高精度光谱是可能的,但精度受到由光偶极阱引起的ac斯塔克位移的限制。为了克服这个问题,我们已经建立了一个捕获激光系统在预测的魔术波长为319.8 nm。我们的系统基于使用市售组件的频率转换,并在此波长下产生超过2 W的功率。有了这个系统,我们显示捕获超冷原子,热($\sim0.2 \ \mathrm{μK}$)和玻色-爱因斯坦凝聚体,陷阱寿命为几秒钟,主要是由非共振散射的限制。
2018-04-18 physics.atom-ph
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
Dressing of Ultracold Atoms by their Rydberg States in a Ioffe-Pritchard Trap
我们探讨了如何利用里德伯原子的特殊性质来影响超冷基态原子的运动。具体来说,我们使用非共振双光子激光修整来映射基态原子上里德伯态的特征。它表明,所考虑的Ioffe-Pritchard场的空间变化的量子化轴和激光跃迁的固定偏振之间的相互作用提供了实质上操纵的基态陷阱电位的可能性。
2010-08-11 physics.atom-ph
Collisions of bosonic ultracold polar molecules in microwave traps
本文从理论上分析了圆极化微波场中线性极性分子间的碰撞。DeMille \cite{DeMille}提出的微波阱与其它阱相比似乎是相当有利的。在这里,我们已经证明,微波阱可以提供一个成功的蒸发冷却的极性分子在一个相当宽的频率范围内的交流场。我们认为,不仅基态极性分子可以被安全地捕获,其他一些态的分子也可以被安全地捕获。但是,分子可以安全地加载和捕获的状态取决于AC场的频率。
2009-03-18 physics.atom-ph
Ultracold atomic collisions in tight harmonic traps: Perturbation theory, ionization losses and application to metastable helium atoms
紧密限制的原子之间的碰撞会导致电离,从而导致原子从陷阱中丢失。我们发展了一个球对称系统的张量微扰的二阶微扰理论,然后将该理论应用于自旋偶极相互作用介导的过程。再分配和损失机制的情况下,自旋极化亚稳氦原子和五个最低的S态的陷阱和捕获频率范围从1 kHz到10 MHz的结果进行了研究。
2004-08-29 physics.atom-ph
Laser cooling and trapping of atomic strontium for ultracold atom physics, high-precision spectroscopy and quantum sensors
本文综述了在超低温和高相空间密度下制备原子锶样品的方法及其在物理研究和应用中的可能用途。我们描述了从原子束加载磁光阱和准备样品进行高精度测量的过程。特别强调的是超冷Sr样品的应用,从光学频率计量,以力传感在微米尺度。
2006-09-15 physics.atom-ph
Inelastic Collisions in Optically Trapped Ultracold Metastable Ytterbium
本文报道了在致密冷亚稳镱(Yb[ $^3P_2$ ])中的非弹性损耗的测量。使用的光学远共振陷阱使我们能够捕获原子在所有的磁子级,从系统中删除多通道碰撞陷阱损失。以2 $\times10^{13}$ cm $^{-3}$的密度和2 $μ$ K的温度生产Yb[ $^3P_2$ ]的捕获样品。我们观察到Yb[ $^3P_2$ ]的快速两体陷阱损失,并测量了非弹性碰撞速率常数1.0(3)$\times10^{-11}$ cm $^3$ s $^{-1}$。在$^3P_2$态中存在原子间的精细结构变化碰撞。
2008-02-04 physics.atom-ph
Tree-body loss of of trapped ultracold $^{87}$Rb atoms due to a Feshbach resonance
利用Breit-Wigner理论,将超冷囚禁原子在费什巴赫共振附近的损失视为两阶段反应。第一个阶段是共振双原子分子的形成,第二个阶段是通过与其他原子的非弹性碰撞使其失活。该模型适用于分析最近的实验$^{87}$ Rb,导致$7\times 10^{-11}$ cm $^{3}/$ s的失活速率系数的估计值。
2003-02-06 physics.atom-ph
Mixture of ultracold lithium and cesium atoms in an optical dipole trap
我们提出了第一个同时捕获两个不同的超冷原子物种在一个保守的陷阱。锂和铯原子被储存在由CO $_2$激光聚焦形成的光学偶极阱中。加载两种原子的技术进行了讨论,并提出了两个物种之间的弹性和非弹性碰撞的意见。建立了一个缓慢蒸发条件下两种质量相差很大的物质的共振冷却模型。从所观察到的铯诱导蒸发的锂原子,我们估计冷弹性锂铯碰撞的截面。
2001-10-31 physics.atom-ph
Ultracold Rydberg Atoms in a Ioffe-Pritchard Trap
本文讨论了超冷里德伯原子在Ioffe-Pritchard磁场组态中的性质。导出的两体哈密顿量揭示了里德伯原子的大尺寸如何影响它们与非均匀磁场的耦合。详细分析了复合电子和质心量子态的性质。我们发现非常紧密的限制的质心运动在两个维度上是可以实现的,而几乎没有改变的电子结构相比,无场的情况下。这为产生一维超冷量子里德伯气体铺平了道路。
2007-08-20 physics.atom-ph
A trapped ultracold atom force sensor with a $μ$m-scale spatial resolution
我们报告使用超冷系综的$^{87}$ Rb原子被困在一个垂直的晶格作为一个源的量子力传感器的基础上拉姆齐-拉曼型干涉仪。由于在交叉光偶极阱中蒸发冷却到超冷温度,我们在垂直方向上达到了低微米范围内的空间分辨率。在这种结构中,原子系综的相干时间由于原子相互作用引起的不均匀退相而退化。通过仅在横向方向上削弱约束,我们稀释了云并大大降低了这些相互作用的强度,而不影响垂直分辨率。这允许在与局部重力相关的布洛赫频率上保持$5\times10^{-6}$在1 μ s处的优异的相对灵敏度,其在一小时平均时间之后积分下降到$8\times10^{-8}$。
2018-07-16 physics.atom-ph
Fractal templates in the escape dynamics of trapped ultracold atoms
本文研究了一小团超冷原子从光偶极阱中发射的动态逃逸。基于理论分析的基础上的非线性动力学,我们预测,分形行为可以看到在逃逸数据。这些数据将通过测量在一定角度范围内发射的数据包的时间依赖性逃逸率来收集。这种分形图案在玻色-爱因斯坦转变温度以下特别好地解决-这是冷凝物的极端相空间局部化的直接结果。我们预测,这种新的分形的几个自相似层应该是可测量的,我们解释了这种分形图案可以预测和分析与最近开发的技术在符号动力学。
2006-12-05 physics.atom-ph
Observation of Interactions between Trapped Ions and Ultracold Rydberg Atoms
报道了在Paul阱中观察到的超冷里德伯原子与离子的相互作用。观察到的非弹性碰撞,表现为里德伯原子和离子之间的电荷转移,其速率超过基态原子的朗之万碰撞约三个数量级。这表明相互作用强度的巨大增加。研究了空位Paul阱的电场对里德堡激发谱的影响。为了定量描述离子损失谱的形状,我们需要包括离子诱导的里德伯原子的斯塔克位移。此外,我们证明了里德堡激发的偶极禁戒跃迁的电场的援助下,一个单一的被困离子。我们的结果证实了超冷原子与囚禁离子之间的相互作用可以通过激光耦合到里德伯态来控制。添加动态里德伯敷料可以允许在原子和离子之间产生自旋-自旋相互作用,并且消除由于原子-离子混合物中的离子微动引起的碰撞加热。
2019-07-02 physics.atom-ph
Sympathetic cooling of OH- ions using ultracold Rb atoms in a dark SPOT
我们正在发展一种新的混合原子-离子阱来研究超冷铷原子与质量选择性OH-分子的相互作用。离子被捕获在一个八极射频陷阱内,这个陷阱是用细线代替常用的棒制成的。这确保了对阱中心的良好的光学访问,其中离子可以与存储在暗自发力光学阱(暗SPOT)中的激光冷却的铷原子重叠。由于暗SPOT中的密度比标准磁光阱中的密度高约一个数量级,因此这种设置提供了高碰撞率。此外,由于几乎所有的原子都处于基态,所以与激发原子的非弹性碰撞被抑制。我们的设置使用SIMION的数值模拟预测,冷却的离子是可行的。
2015-07-23 physics.atom-ph
Self-consistent model of ultracold atomic collisions and Feshbach resonances in tight harmonic traps
本文研究了原子在紧势阱中的碰撞问题,其中绝对散射长度可能大于势阱的尺寸。只要陷阱基态的尺寸大于范德华势的特征长度,能量本征值可以自洽地由未被俘获原子的散射振幅计算。通过与捕获势和原子间相互作用势的精确数值本征值的比较,我们验证了我们的模型给出了精确的本征值,直到毫开尔文能量的$^{23}$ Na原子在各向同性谐波陷阱中的单通道s波散射,即使在Wigner阈值制度之外。我们的模型也适用于多通道散射,其中散射长度可以由于磁可调谐费什巴赫共振而变大。
2002-01-10 physics.atom-ph
Detecting high density ultracold molecules using atom-molecule collision
利用单光子光缔合,我们获得了具有高数密度的超冷铷分子,这为分子量子简并提供了一种新的有效方法。提出了一种利用原子-分子非弹性碰撞探测超冷分子的新机制。共振耦合效应对${\rm X^1Σ^+_g}$基态${\rm ^{85}Rb_2}$形成的影响允许足够数量的更深结合的超冷分子,这引起了额外的陷阱损失和加热的共存原子由于非弹性原子-分子碰撞。因此,在光缔合过程之后,可以利用超冷铷原子与分子混合在交叉光偶极阱中的吸收图像来研究超冷分子。然后验证超冷分子的存在,并测量累积分子的量。这种方法是为了检测最终产生的超冷分子,因此不同于传统的用于研究缔合共振的陷阱损失实验。它由原子云的时间演化测量和衰变模型组成,据此估算了光阱中超冷${\rm ^{85}Rb_2}$分子的数密度为${\rm > 5.2\times10^{11} cm^{-3}}$。
2013-03-07 physics.atom-ph
Creating ultracold molecules by collisions with ultracold rare gas atoms in an optical trap
我们研究了在1 K到1 K范围内对氢原子$_2$与5种稀有气体原子(He,Ne,Ar,Kr和H2O)的碰撞,并评估了在深光阱中与超冷基态稀有气体原子共囚禁的H $_2$共振冷却的可行性.在这个大的温度范围内的碰撞截面表明,所有这些物种可以用来冷却H $_2$超冷温度和氩和氦是最有前途的物种,为未来的实验。
2008-06-06 physics.atom-ph physics.chem-ph
A trapped atom interferometer with ultracold Sr atoms
报道了一种基于碱土金属原子布拉格衍射和布洛赫振荡的囚禁原子干涉仪。我们使用一个Ramsey-Bordé Bragg干涉仪与$^{88}$ Sr原子结合布洛赫振荡,以延长干涉时间。由于$^{88}$ Sr原子的布洛赫振荡的相干时间很长,我们观察到的干涉在晶格中的演化时间高达1秒。详细研究了布洛赫相位期间的退相干源。虽然仍然受到晶格寿命和光束不均匀性的灵敏度的限制,但这一结果为具有延长的询问时间的高对比度陷波干涉仪开辟了道路。
2016-09-20 physics.atom-ph
Magnetic trapping of ultracold Rydberg atoms in low angular momentum states
本文从理论上研究了磁Ioffe-Pritchard阱中nS、nD和nD里德伯原子的量子特性。特别是,它表明,二体字符的里德伯原子显着改变的捕获性能,而不是点状粒子具有相同的磁矩。近似的解析表达式描述所得到的里德堡俘获势的推导和实验相关的场强度的基础薛定谔方程的数值解的比较,证实了它们的有效性。除了电子性质外,还研究了囚禁里德伯原子的质心动力学。特别是,我们分析了短时间里德堡激发的影响,所需的某些量子信息协议,上的质心动力学被困的基态原子。导出了相应的加热速率,并研究了编码量子比特的密度矩阵纯度的影响。
2009-11-13 physics.atom-ph
Simultaneous magneto-optical trapping of lithium and ytterbium atoms towards production of ultracold polar molecules
我们首次成功地实现了锂($^6$ Li)和镱($^{174}$ Yb)原子的同时磁光捕获(MOT),以制备超冷极性分子LiYb。为此,我们研制了一台以两种原子为原子源的双原子炉,并成功地观察到了Li和Yb原子在双原子炉原子束中的光谱。我们为CO $_2$激光器建造了真空室,包括带有锌硒(ZnSe)窗口的玻璃池,这是蒸发和交感冷却的有用的光阱光源。压缩MOT中的典型原子数和温度分别为7个$\times10^3$原子,对于$^6$ Li为640 $μ$ K,对于$^{174}$ Yb为7个$\times10^4$原子和60 $μ$ K。
2009-08-14 physics.atom-ph
Skyrmion-based Magnetic Traps for Ultracold Atoms
我们证明了孤立磁skyrmion产生的杂散场可以用来囚禁超冷原子。特别地,通过两个孤立的skyrmion场的结合,可以产生超冷原子的环形和双阱囚禁势。这些磁阱的几何尺寸、势垒、俘获频率和马约拉纳损耗率可以通过外部磁场或器件结构来调节。这些结果对利用现代自旋电子学技术操纵磁skyrmion来研制原子电子学器件有一定的参考价值。
2020-01-10 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph
Trapping ultracold atoms at 100 nm from a chip surface in a 0.7-micrometer-period magnetic lattice
我们报道了超冷~(87)Rb原子在原子芯片上的0.7微米周期的二维三角形磁晶格中的囚禁。磁性晶格是由光刻图案化的磁性Co/Pd多层膜加上偏置场产生的。处于F=1,mF=-1低场寻找状态的铷原子被捕获在离芯片表面低至约100 nm的估计距离处,并且计算的平均捕获频率高达800 kHz。被捕获在磁晶格中的原子的测量寿命在0.4 - 1.7 ms的范围内,取决于从芯片表面的距离。模型计算表明,陷阱的寿命目前主要是有限的损失,由于表面诱导的热蒸发后的原子从Z线陷阱加载到非常紧密的磁晶格陷阱,而不是由基本的损失过程,如表面相互作用,三体复合或自旋翻转由于约翰逊磁噪声。在0.7微米周期的磁晶格中捕获原子是使用磁晶格进行量子隧穿实验和模拟非平凡晶格几何中的凝聚态和多体现象的重要一步。
2017-08-09 physics.atom-ph
Experimental setup for studying an ultracold mixture of trapped Yb$^+$-$^6$Li
我们描述和表征的实验装置,已被用来研究超冷锂原子和镱离子之间的相互作用。描述了Li原子的超冷云的制备以及它们随后的传输和与被捕获在Paul阱中的Yb $^+$离子的重叠。我们展示了如何离子的动能与原子相互作用后,可以得到激光光谱。从分析的动力学的离子在原子的情况下,我们得出结论,背景加热,由于电场噪声,限制了可达到的缓冲气体冷却温度。我们认为,这种影响可以通过降低噪音和增加锂气体的密度来减轻,以提高其冷却能力。保罗陷阱的不完美导致所谓的过度微动,这对缓冲气体冷却造成了另一个限制。我们详细描述了我们如何测量,并随后尽量减少多余的微动在我们的设置。我们测量缓冲气体冷却后,可达到的离子温度的影响,并比较这分子动力学模拟,描述了观察到的数据非常好。
2020-07-06 physics.atom-ph
Superradiant Raman scattering in an ultracold Bose gas at finite temperature
本文研究了超冷有限温度玻色气体在谐波阱中的超辐射喇曼散射。数值模拟表明,存在不同的时间尺度与退相干的凝聚与热馏分,以及随之而来的优先散射从原子在低洼的陷阱状态的制度,超辐射发生在一个时间尺度上可比的反陷阱频率。因此,与未散射的原子相比,散射的原子经历适度的温度降低。
2008-05-01 physics.atom-ph
Description of ultracold atoms in a one-dimensional geometry of a harmonic trap with a realistic interaction
本文计算了一维简谐光阱中两原子的基态能量。我们得到的能量依赖于一个一维的散射长度,这对应于高斯型的相互作用势的各种强度。通过数值和解析方法进行计算。对于分析方法,我们选择振子表示法(OR),它已成功地应用于各种少体系统的束缚态的计算。本文的主要结果是:(1)数值研究了以前使用的赝势方法的有效范围;(2)研究了抛物势和高斯势叠加时OR的有效范围。
2013-08-07 physics.atom-ph
Coherent control of ultracold 85Rb trap-loss collisions with nonlinearly frequency-chirped light
我们提出的结果,使用40纳秒脉冲的非线性频率啁啾光的超冷陷阱损失碰撞的相干控制。啁啾,无论是积极的或消极的,扫描~1 GHz的100 ns,并集中在各种失谐低于D2线的85 Rb。在每个中心失谐,我们比较线性啁啾的碰撞速率常数β的时间,凹下和凹上。对于正啁啾,我们发现,β通常取决于啁啾的形状很小。然而,对于负啁啾,我们发现,β可以增强高达50(20)%的情况下,凹下的形状。这发生在失谐处,其中波包的演化被期望是相干的。在碰撞过程的量子力学模拟中也可以看到这些失谐的增强。
2011-05-01 physics.atom-ph
Ultracold Atoms as a Target: Absolute Scattering Cross-Section Measurements
我们报告了一个新的实验平台,用于测量绝对散射截面。靶原子被捕获在光学偶极阱中,并暴露于入射粒子束。原子数的指数衰减直接产生绝对总散射截面。该技术可以应用于任何原子或分子物种,可以在光偶极阱中制备,并提供了大量的各种可能的散射情况。
2010-11-03 physics.atom-ph
Light Assisted Collisional Loss in a $^{85/87}$Rb Ultracold Optical Trap
通过将$^{85}$ Rb和$^{87}$ Rb同时加载到远离共振陷阱(FORT)中,研究了异质和同质激发态/基态碰撞.由于FORT的限制相对较弱,我们预计不同同位素的超精细结构在碰撞率中起着至关重要的作用。这种对超精细结构的依赖使我们能够测量与不同结构的长程原子间势相关的碰撞:例如长程和短程;或者例如纯吸引力,纯排斥力,或者混合吸引力和排斥力。我们观察到显着不同的损失率为不同的激发态的潜力。此外,我们观察到,一些碰撞通道的损失率在我们的工作强度(~15 mW/cm $^{2}$)饱和。这些损耗是加载双同位素光阱的重要限制。
2008-05-23 physics.atom-ph
Ultracold atoms in a dipole trap in microgravity
Centre National d’Etudes Spatiales(法国国家空间研究中心)
利用两束交叉激光束实现高效蒸发冷却,产生超冷 rubidium 原子气体,为量子传感器和空间超冷原子物理研究奠定基础。
2026-02-18 physics.atom-ph
External field control of spin-dependent rotational decoherence of ultracold polar molecules
我们确定超冷极性分子的捕获条件,其中对内部状态经历相同的捕获电位。这样的条件可以确保显著降低超冷样品中不可避免的不均匀性的有害影响。特别是,我们调查的内部旋转和超精细量子态的超冷费米子基态$^{40}$ K $^{87}$ Rb极性分子,当静磁场,静电场,和陷阱激光场同时施加。理解改变这三个场的相对取向或偏振的效果对于从两个或更多个旋转振动态构建无退相干子空间至关重要。此外,我们评估在这些领域的存在下,这将允许控制分子之间的相互作用在不同的网站的光晶格和研究的相互作用各向异性的影响的能力,纠缠极性分子的诱导偶极矩的分子。
2013-02-25 physics.atom-ph
Chaotic scattering in ultracold atom-ion collisions
该研究通过数值模拟发现囚禁离子与自由原子的超冷碰撞中存在经典混沌,量化了其分形维数,证实实验相关条件下$^{88}$Sr$^+$离子与$^{87}$Rb原子碰撞的混沌现象并给出特征能量标度,为探索量子混沌提供了方向。
2024-01-31 physics.atom-ph
One dimensional lattice of permanent magnetic microtraps for ultracold atoms on an atom chip
报道了在原子芯片上制作的周期为10微米的一维永磁晶格中超冷原子的加载和捕获。产生磁晶格势的凹槽结构被制造在硅衬底上,并涂覆有有效厚度为960 nm的垂直磁化的多层TbGdFeCo/Cr膜。超冷原子在Z线磁阱中被蒸发冷却,然后通过施加适当的偏置场被热转移到磁晶格势。在我们的实验条件下的陷阱频率高达90 kHz的磁晶格中的测量和原子被困在距离小于5微米的表面与测量寿命约450 ms。这些结果是重要的背景下的中性原子的量子相干性的研究在原子芯片上的周期性磁势。
2008-01-04 physics.atom-ph
Optical Traps for sympathetic Cooling of Ions with ultracold neutral Atoms
我们报道了在没有任何射频场的情况下,超冷中性$ \text{Rb}$原子和$ \text{Ba}^+ $离子在一个共同的光学势中的俘获。我们以$ 370 ~ μK $制备了$ \text{Ba}^+ $,并证明了一次碰撞后$100 ~ μK $的有效交感神经冷却。我们的方法目前受到$ \text{Rb}$密度和相关三体损耗的限制,但它克服了由RF驱动的微动感应加热设置的RF陷阱的基本限制。它适用于广泛的离子-原子物种,并可能使新的超冷化学实验和复杂的多体动力学。
2019-09-18 physics.atom-ph quant-ph
Magnetic trapping of ultracold molecules at high density
在保守阱中捕获超冷分子对于应用是必不可少的--如量子态控制化学、量子模拟和量子信息处理。这些应用需要高密度或相空间密度。本文报道了NaLi分子在高密度($\approx 10^{11} \; \rm{cm}^{-3}$)和超低温($\approx 1\;{\rm μK}$)三重基态的磁俘获。在这些密度下的磁捕获允许在没有捕获光的情况下在超冷状态下研究原子-分子和分子-分子碰撞,这通常导致不期望的光化学。我们测量了一个单一的自旋样品和自旋混合物的费米子NaLi以及自旋拉伸NaLi $+$ Na混合物的非弹性损耗率。我们证明了共振冷却的NaLi分子在磁阱中的射频蒸发的共同捕获的Na原子,并观察到分子的相空间密度增加的一个因素的$\approx 16$。
2022-11-26 physics.atom-ph quant-ph
Quantum reactive scattering of ultracold NH($X\,^3Σ^-$) radicals in a magnetic trap
我们研究磁捕获NH($X ^3Σ^-$)自由基的超冷反应动力学,使用严格的量子散射计算涉及三个耦合的势能面。我们发现反应性NH + NH截面是由短程碰撞机制驱动的,其大小仅弱依赖于磁场强度。与迄今为止观察到的大多数超冷反应不同,NH + NH散射动力学是非普适的。我们的研究结果表明,化学反应可以导致更多的陷阱比自旋非弹性NH + NH碰撞损失,使分子蒸发冷却比以前预期的更困难。
2013-01-09 physics.atom-ph physics.chem-ph
Coherent control of ultracold molecule dynamics in a magneto-optical trap using chirped femtosecond laser pulses
研究了啁啾飞秒激光脉冲对Rb磁光阱中超冷分子形成的影响。我们已经发现,啁啾飞秒脉冲的应用抑制了85 Rb-2和87 Rb-2最低三重态分子的形成,与可比的非啁啾脉冲,连续照明,和背景形成率。啁啾量的变化表明,这种抑制是相干的性质,这表明相干控制可能是有用的操纵超冷量子分子气体的动力学。
2006-02-03 physics.atom-ph physics.chem-ph
Hollow Beam Optical Ponderomotive Trap for Ultracold Neutral Plasma
Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院高温联合研究所)
本文提出利用高功率CO₂激光驱动的空心光束电动力陷阱,通过分子动力学模拟展示其有效捕获超冷中性等离子体和瑞利德伯原子,且碰撞吸收可忽略,有助于提升反物质生产与储存。
2026-02-16 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Inductive dressed ring traps for ultracold atoms
我们提出了两种新的穿着感应环陷阱的几何形状,理想的原子干涉或超流性的研究,非常适合利用在原子芯片架构。该设计允许环半径目前只能通过近衍射限制的光学陷阱,同时保持感应陷阱提供的超平滑磁势。一种几何结构提供了简单的并行实现多个环,而另一种几何结构允许轴向光束分裂的环面适合于整个环原子干涉。
2014-02-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Comment on "Measurement of a large Chemical Reaction Rate between Ultracold Closed-Shell ^{40}Ca Atoms and Open-Shell ^{174}Yb^{+} Ions Held in a Hybrid Atom-Ion Trap"
我们估算了$^{40}$ Ca - $^{174}$ Yb $^{+}$分子离子的辐射猝灭率,发现它低估了最近实验中报道的数值约5个数量级。我们对这一巨大差异的可能解释发表评论。
2012-11-21 physics.atm-clus physics.atom-ph
Minimizing rf-induced excess micromotion of a trapped ion with the help of ultracold atoms
我们报告的补偿过度微动由于寄生射频电场在保罗陷阱。寄生rf-电场源于Paul阱驱动器,但例如由于Paul阱的设置中的缺陷而导致过度的微动。我们通过向Paul陷阱电极施加相同频率但具有足够相位和振幅的RF电压来补偿这些场。通过研究囚禁离子与超冷中性原子气体的弹性碰撞速率,探讨了微运动的大小。此外,我们还证明了反应碰撞可以用来量化微动。我们实现的补偿效率约为1 $\:\text{Vm}^{-1}$,这是与其他传统的方法。
2019-05-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Measurement of the g factor of ground-state 87Sr at the parts-per-million level using co-trapped ultracold atoms
利用共陷俘超冷87Rb原子的方案,将基态超冷87Sr核g因子的测量精度提升至百万分之几水平,确立了其作为优异真空内磁强计的地位,并适用于量子模拟、计算和光原子钟等领域。
2025-11-03 physics.atom-ph quant-ph
Bose-Einstein Condensation of Particle-Hole Pairs in Ultracold Fermionic Atoms Trapped within Optical Lattices
本文研究了囚禁在光晶格中,具有排斥相互作用和任意极化的超冷费米原子中粒子-空穴对的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC,superfluidity)。在费什巴赫共振附近,粒子-空穴对的动力学可以用硬核玻色-哈伯德模型描述。通过控制俘获激光强度,减小和增大势阱深度,可以分别诱导绝缘体-超流和电荷密度波(CDW)-超流相变。同时讨论了有序态(BEC和/或CDW)的临界温度与参量和极化的关系。
2004-07-14 cond-mat.other physics.atom-ph
Optically Tailored Trapping Geometries for Ultracold Atoms on a Type-II Superconducting Chip
超导原子芯片在实现对超冷原子的囚禁结构方面具有非常显著的优势。我们扩展这些优势,进一步发展的能力,动态定制的超导陷阱架构。通过将光学图像转移到超导膜的表面上来加热超导膜的选定部分,我们能够改变电流密度分布并产生所需的捕获电势。这种方法使我们能够改变磁阱的形状和结构,从而在原子电子学中实现多方面的应用。
2019-05-09 cond-mat.supr-con physics.atom-ph quant-ph
Robust Digital Holography For Ultracold Atom Trapping
我们制定并实验验证了一种改进的算法,用于设计任意二维超冷原子全息陷阱。我们的方法建立在最好的以前可用的算法,MRAF,并在两个方面进行了改进。首先,它允许创建具有良好定义的背景势的全息原子陷阱。第二,我们的实验表明,对于创建免费的边缘文物的陷阱电位,重要的是要超越傅立叶近似建模光传播。为此,我们将充分亥姆霍兹传播到我们的计算。
2012-10-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Quantum State Control via Trap-induced Shape Resonance in Ultracold Atomic Collisions
我们研究了囚禁但分离的超冷原子之间的受控碰撞。用一个依赖于能量的δ函数赝势模型自洽地处理原子间的相互作用,并证明了该模型的有效性。在临界分离处,分子束缚态和陷阱的振动本征态之间可以发生“陷阱诱导的形状共振”。这种共振导致避免了作为分离函数的本征谱的交叉。我们研究如何将这种新的共振用于量子控制。
2003-10-31 cond-mat.soft physics.atom-ph quant-ph
Trapping molecular ions formed via photo-associative ionization of ultracold atoms
在混合$^{40}$ Ca磁光和离子阱系统中观察到了$^{40}$ Ca $_2^+$分子离子的形成。分子离子形成过程被确定为超冷$^{40}$ Ca原子的双光子光缔合电离过程。发现二体双光子速率常数的下限为$\barβ \geq 2 \pm 1 \times 10^{-15}$ cm $^{3}$ Hz。计算中性Ca $_2$和离子Ca $_2^+$分子的$\textit{Ab initio}$分子势曲线,并用于识别光缔合电离途径的模型中。由于这种技术不需要单独的光缔合激光器,它可以作为一种简单,强大的方法用于生产超冷,状态选择的分子离子。
2011-04-15 physics.atom-ph physics.chem-ph
Observation of Chemical Reactions between a Trapped Ion and Ultracold Feshbach Dimers
我们测量一个单一的捕获$^{174}$ Yb $^+$离子浸没在超冷浴的$^6$锂原子含有微量的锂$_2$二聚体之间的化学反应。这产生了LiYb $^+$分子离子,我们通过质谱法检测。我们解释的反应速率通过建模的二聚体密度作为一个函数的磁场,并获得良好的协议时,我们假设反应遵循朗之万速率。我们的研究结果提出了一种新的方法对创造冷分子离子和点的探索超冷化学离子分子碰撞。此外,在分子密度低于$10^{14}\,\mathrm{m}^{-3}$的情况下,我们提供了一种新的检测低密度分子气体的方法。
2022-04-06 physics.atom-ph quant-ph
Buffer gas cooling of ions in time-dependent traps using ultracold atoms
对于利用混合原子-离子系统探索量子效应,达到超冷温度是主要限制因素。在这项工作中,我们提出了大量的实验现实的情况下,使用超冷原子气体的被困离子缓冲气体冷却的数值模拟结果。我们探索通过优化各种射频(RF)陷阱和RF驱动方案,包括线性和八极陷阱,数字保罗陷阱,旋转陷阱和混合光学/RF陷阱的陷阱参数的微动诱导的热效应的抑制。我们发现,非常相似的离子能量可以达到所有的,即使考虑实验的不完善,导致所谓的过度微动。此外,我们期待到一个量子描述的系统,并表明,量子力学不能保存从微动诱导加热的原子-离子碰撞的离子。结果表明,缓冲气体冷却可以用来达到接近离子的运动的基态,甚至是竞争力相比,一些亚多普勒冷却技术,如西西弗斯冷却。因此,缓冲气体冷却是一个可行的替代离子,不服从激光冷却,结果可能是感兴趣的量子化学和精密光谱学的研究。
2021-09-30 physics.atom-ph quant-ph
Mixing of ultracold atomic clouds by merging of two magnetic traps
我们展示了一种方法,使混合物的超冷原子,不使用两个物种的磁光阱。我们准备两个云的87 Rb原子在不同的磁四极阱和混合的两个云合并的陷阱。对于正确选择的参数,混合可以基本上在没有原子损失的情况下进行,并且只需要轻微的加热。该过程的基本特征可以通过粒子轨迹的经典模拟来解释。这样的计算表明,不同质量物质的混合也是可行的,为使用该方法作为制造量子气体混合物的起点开辟了道路。
2007-02-18 cond-mat.other physics.atom-ph
Time-dependent control of ultracold atoms and Bose-Einstein condensates in magnetic traps
利用射频场,人们可以控制磁阱中的超冷原子。这些场耦合原子自旋状态,并用于蒸发冷却,这可以导致原子云中的玻色-爱因斯坦凝聚。此外,它们可以用于控制从阱中释放冷凝物,从而为原子激光器提供输出耦合器。在本文中,我们表明,这些过程的时间依赖的多状态模型的精确解是相应的两个状态模型的解决方案的多项式。这使得简单的,在许多情况下,解析描述的时间依赖控制的磁捕获的超冷原子。
1997-07-30 cond-mat physics.atom-ph quant-ph
Pseudopotential model of ultracold atomic collisions in quasi-one- and two-dimensional traps
本文描述了一个光晶格中基态原子s波碰撞的模型,特别考虑了准一维和二维轴对称谐振子的限制。用s波费米赝势模拟原子间的相互作用,可以方便地得到原子间的相对运动能量本征值。结果表明,除束缚态外,陷阱本征值与具有重整化散射振幅的一维和二维散射一致。对于绝对散射长度大相比,最紧密的陷阱宽度,我们的模型预测了一种新的束缚态的低能量和近各向同性波函数的顺序上最紧密的陷阱宽度。
2003-03-31 physics.atom-ph quant-ph
Kinetics of a single trapped ion in an ultracold buffer gas
在超冷原子气体中浸没由射频阱限制的单个离子,将缓冲气体冷却的概念扩展到一个新的温度范围。离子的稳态能量分布由其在射频场中的动力学而不是缓冲气体的温度决定。此外,超冷气体的有限尺寸便于观察离子对缓冲气体的反作用。我们数值研究了系统的性质依赖于原子离子质量比,陷阱的几何形状,微分截面,和非均匀的中性原子密度分布。我们的模型只考虑弹性碰撞,很好地再现了实验结果。我们确定多余的微动设置的离子能量统计的典型尺度,并探讨超冷制度的迁移率碰撞截面的适用性。
2011-05-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ultracold atomic Fermi-Bose mixtures in bichromatic optical dipole traps: a novel route to study fermion superfluidity
对低密度、超冷原子费米气体的研究是从第一性原理理解费米子超流性的一个有希望的途径。目前用来使费米气体进入简并状态的一种技术是通过由超冷玻色气体制成的储存器进行交感冷却。我们讨论了一个建议,捕获和冷却的两个物种的费米-玻色混合物的光学偶极陷阱的组合具有两个不同的波长的激光束。在这些双色陷阱中,通过适当选择相对激光功率,可以选择性地捕获两种物质,使费米子比玻色子受到更强的限制。因此,可以达到深费米简并,同时具有玻色气体的较软简并区域。这导致交感冷却效率的增加,并允许费米-玻色混合物的更高精度的测温。
2004-03-24 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph quant-ph
Ultracold atoms in quasi-1D traps: a step beyond the Lieb-Liniger model
超冷原子被放置在一个紧密的雪茄形阱中,通常用Lieb-Liniger模型来描述。我们研究了这个模型的扩展时出现的原子之间的范德华相互作用被考虑在内。我们发现,有限范围内的相互作用引起的修正可以成为特别重要的窄费什巴赫共振附近,并建议其实验检测的现实计划。约束和相互作用的相互作用可以导致有效的透明度,其中一维相互作用在很宽的参数范围内很弱。
2017-03-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph