Confinement-Induced Resonances in Ultracold Atom-Ion Systems
本文研究了波导中由一个紧束缚离子和一个运动原子组成的系统中的约束诱导共振。我们确定的条件下出现这样的共振在一个广泛的区域-从“长波长”的限制,相反的情况下,当典型的长度尺度的原子-离子极化电位基本上超过横向波导宽度。我们发现相当大的依赖性的共振位置上的原子质量,然而,消失在“长波长和零能量”的限制,其中已知的结果为受限的原子-原子散射再现。我们还推导出一个解析和半解析公式的共振位置在“长波长和零能量”的限制,我们调查的共振位置是如何受到有限的原子碰撞能量的数值。我们的结果可以在不久的将来进行实验研究,可以用来确定原子-离子散射长度,存在离子杂质时原子系综的温度,以及控制线性离子晶体与准一维原子量子气体相互作用中的原子-声子耦合。
2016-06-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Reactive Collisions of Ultracold Molecules Confined in quasi-2D Geometry
本文提出了一种严格计算准二维激光场中超冷原子和分子非弹性碰撞和反应碰撞截面的方法。我们的研究结果表明,碰撞截面的弹性-非弹性比的激光约束的存在下,增强和碰撞截面的阈值能量依赖性可以通过改变约束强度和外部磁场调谐。弹性-非弹性比的增强与$\sqrt{ε/\hbar ω_0}$成反比,其中$ε$是动能,$ω_0$是约束势中捕获粒子的振荡频率。
2009-03-20 physics.atom-ph physics.chem-ph
Inelastic Collisions in an Ultracold quasi-2D Gas
本文提出了一种严格计算准二维激光场中超冷原子和分子非弹性碰撞和反应碰撞截面的方法。我们的研究结果表明,碰撞截面的弹性-非弹性比的激光约束的存在下,增强和碰撞截面的阈值能量依赖性可以通过改变约束强度和外部磁场调谐。弹性-非弹性比的增强与$\sqrt{ε/\hbar ω_0}$成反比,其中$ε$是动能,$ω_0$是约束势中捕获粒子的振荡频率。
2009-03-20 physics.atom-ph physics.chem-ph
Analytical solution for the spectrum of two ultracold atoms in a completely anisotropic confinement
本文研究了两个超冷原子在三维或二维完全各向异性简谐势阱中的系统。我们推导出该系统在3D(2D)情况下本征能量E的代数方程J_{3D}(E)= 1/ a_{3D}(J_{2D}(E)= In a_{2D}),其中a_{3D}和a_{2D}是相应的s波散射长度,并提供了函数J_{3D}(E)和J_{2D}(E)的解析表达式。在以前的研究中,这类方程是针对球对称或轴对称的谐波陷阱而得到的(T。Busch,et.例如,28,549(1998); Z. Idziaszek和T. Calarco,Phys.Rev.A74,022712(2006))。然而,对于我们的完全各向异性陷阱的情况,只导出了某些情况下基态能量的方程(J. Liang和C。Zhang,Phys. Scr. 77,025302(2008))。我们的结果适用于该系统的任意本征能,并可用于研究该阱中相互作用超冷原子的动力学和热力学,例如,第二维里系数的计算或二体波函数的演化。此外,我们推导上述方程的方法也可用于其他超冷原子的两体问题。
2020-02-19 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.atom-ph
Dynamics of ultracold dipolar particles in a confined geometry and tilted fields
我们开发了一个碰撞形式主义,适用于超冷偶极粒子在受限的几何形状和相对于限制轴倾斜的领域的动力学。用田谐函数代替通常的球谐函数展开散射波函数,我们得到了一个在碰撞过程中守恒的量子数$ξ= \pm 1$。我们推导出偶极-偶极相互作用的一般表达式,在这个方便的基组作为一个功能的极角和方位角的领域。我们将该方法应用于倾斜电场和一维光晶格中的玻色子和费米极性KRb分子的碰撞。倾斜场的存在大大改变了反应速率和非弹性速率的大小,以及在碰撞能量消失时的非弹性阈值特性。设置一个适当的限制费米系统的强度,我们表明,超冷粒子甚至可以进一步减少其动能的非弹性激发更高的限制陷阱的状态。
2015-08-10 physics.atom-ph
Permanent magnetic microtraps for ultracold atoms
我们提出并数值研究了两种用于产生Ioffe-Pritchard微陷阱的永磁微结构。偏置磁场用于改变每个微陷阱的深度、陷阱频率和最小值。在实现玻色-爱因斯坦凝聚后,可以慢慢去除偏置磁场以增加陷阱势垒高度,从而更有效地保持玻色-爱因斯坦凝聚体。即使没有外磁场,也有可能将超冷原子保持在微阱中。这些微陷阱也可能是有用的单原子实验的量子信息处理,由于他们非常高的限制。
2014-01-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Mapping a cloud of ultracold atoms onto a miniature storage ring
描述了如何在直径可调的圆环中实现超冷原子的磁光约束,以及如何将椭圆形的超冷原子云几何变换为圆环形。冷87Rb原子的实验证明了形状变换的可行性。这些技术可用于原子干涉和量子计算。
2004-02-15 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
Theory of inelastic confinement-induced resonances due to the coupling of center-of-mass and relative motion
研究了单势阱中两个超冷原子系统由于质心和相对运动耦合引起的非谐共振。正如实验所证实的那样,这些非弹性约束诱导的共振是令人感兴趣的,因为它们可以导致超冷原子气体中相干分子的形成、损失和加热。引入微扰模型来描述共振位置和耦合强度。的有效性的模型和不同的限制几何形状的共振的行为进行了分析比较精确的数值从头计算。虽然这样的共振到目前为止只检测到大正值的$s$波散射长度,它被发现,他们也存在负$s$波散射长度,即。e.有吸引力的互动。通过外部限制几何形状的变化来相干调谐共振的可能性可能为相干分子缔合铺平道路,其中磁性费什巴赫共振是不可接近的。
2015-09-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum Chaos and Regularity in Ultracold Fermi Gases
研究了三维势阱中相互作用费米子超冷气体能量的量子涨落。周期轨道理论进行了探讨,并研究了能量波动与粒子数的一般规则和混沌系统,以及由谐波限制潜力定义的系统。研究了温度对能量涨落的影响。
2007-09-12 physics.atom-ph
Synthetic partial waves in ultracold atomic collisions
粒子之间的相互作用可以被它们的环境强烈地改变。我们展示了一种修改超冷原子之间的相互作用的技术,通过用光来修饰裸露的原子状态,创建一个有效的相互作用,大大增加了范围,散射有限的相对角动量的碰撞能量,只有s波散射通常是预期的。我们碰撞两个光学修饰的中性原子玻色-爱因斯坦凝聚体,它们具有相等的、相反的动量,并观察到散射原子通常的s波分布被d波和g波贡献的出现所改变。这项技术有望使奇异系统的量子模拟成为可能,包括那些预测支持马约拉纳费米子的系统。
2012-01-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quasi-1D scattering with general transverse 2D confinement
准一维系统中的约束诱导共振(CIR)已在理论上得到了预言,并在各种超冷原子气体中得到了观测。本文提出了一种正则化局部坐标系变换方法来处理具有任意横向陷阱形状的准一维系统中的CIR。该方法被应用于预测CIR的位置在一个系统中,其横向几何形状是一个正方形的井。
2013-07-08 physics.atom-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
Investigation of Confinement Induced Resonance in Atomic Waveguides with Different Geometries by Quantum Monte Carlo Methods
用量子蒙特卡罗方法研究了两种不同限制几何(雪茄形和环形波导)的原子波导中两个超冷玻色子的量子动力学。对于准一维气体,波导的约束势导致了所谓的约束诱导共振(CIR),导致气体的相变到不可穿透的玻色子区域(称为TG气体)。在这种状态下,玻色子相互强烈排斥,表现得像费米子。我们再现了雪茄形波导的CIR,并分析了系统在不同条件下的行为。此外,我们的分析表明,出现CIR的环形波导。特别是,我们表明,谐振位置是依赖于波导的大小,这是在对比雪茄形波导,它是通用的。
2016-10-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Nanoplasmonic Lattices for Ultracold atoms
我们提出利用等离子体激元系统近场的亚波长光限制来创建超冷原子的纳米光晶格。我们的方法结合了孤立原子的独特的相干性与亚波长操纵和与纳米等离子体系统相关的强光-物质相互作用。它允许人们在实现哈伯德模型时大大增加能量尺度,并在相干和耗散的多体动力学中设计有效的长程相互作用。现实的缺陷和潜在的应用进行了讨论。
2014-07-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Making an ultracold gas
我们提供量子气体实验物理学的介绍。在超冷量子气体的低密度下,禁闭可以从单粒子物理学中理解,相互作用可以从两体物理学中理解。原子的结构在光域和射频域中都提供共振。在本章写作时,27种原子的同位素已经达到了量子简并态,在此给出了它们的原子结构数据。我们讨论了在这些物种中选择的动机。我们回顾如何静态和振荡领域的数学处理。电偶极矩可以在中性原子中产生,并且是光学操纵以及短程相互作用的基础。许多原子具有永久的磁偶极矩,可以用于捕获或远程相互作用。多伦多的$^{40}$ K/ $^{87}$ Rb晶格实验提供了一个例子,说明这些工具是如何结合起来创造一个超冷,量子简并气体。
2014-03-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Steerable optical tweezers for ultracold atom studies
我们报告了一个光镊系统的实现控制传输的超冷原子沿一个狭窄的,静态的限制通道。镊子系统是基于高效率的声光偏转器,并提供二维控制光束的位置。这为在原子云沿着导向器穿梭时跟踪传输通道开辟了可能性,从而防止原子溢出。多个云可以独立地跟踪的时间共享镊子光束寻址通道中的各个站点。使用多通道直接数字合成器控制偏转器,该合成器从现场可编程门阵列接收亚微秒时间尺度上的指令。使用镊子系统,我们演示了连续的二元分裂的超冷$\rm^{87}Rb$云到$2^5$云。
2013-12-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Controlling ultracold Rydberg atoms in the quantum regime
讨论了超冷原子物理学实验中常用的磁Ioffe-Pritchard阱中里德伯原子的性质。导出了原子的哈密顿量,并证明了紧陷阱是如何改变原子与磁场的耦合的。我们在给定的n维流形中求解了系统的薛定谔方程,并证明了对于足够大的Ioffe场强,2n^2维耦合薛定谔方程系统衰减为几个控制质心运动的解耦多分量方程。对完全量子化的质心和电子态进行了分析。特别是,我们讨论的情况下,紧质心限制概述的程序,以产生一个低维的超冷里德伯气体。
2006-10-23 physics.atom-ph
Observation of ultracold atomic bubbles in orbital microgravity
对量子系统的理解的重大飞跃是由对几何、拓扑、维度以及与超冷原子系综的相互作用的探索所推动的。一个原子在椭球面上演化的系统代表了一种迄今为止尚未探索的几何和拓扑结构。实现这样一个超冷气泡系统(潜在的玻色-爱因斯坦凝聚)有兴趣的领域,包括量子化涡流尊重封闭表面,新的集体模式,并通过自由气泡膨胀的自干涉所施加的拓扑约束。由较小的凝聚物膨胀产生的大型超冷气泡直接与哈勃模拟膨胀物理学有关。在这里,我们报告的观测从美国宇航局冷原子实验室设施登上国际空间站的气泡的超冷原子使用射频敷料协议。我们观察到各种不同大小和初始温度的气泡配置,并探讨气泡热力学,证明显着的冷却与通货膨胀。此外,我们实现部分覆盖的气泡陷阱的大小大于1毫米的超冷膜推断几个- $μ$ m的厚度,我们观察到的动态壳结构投影到自由发展的谐波约束。这些观测是第一代太空超冷原子科学测量的一部分,利用永久自由落体的好处来探索量子系统的无重力演化,这在地球上是非常困难的。这项工作为专注于玻色-爱因斯坦凝聚气泡的性质、其激发的特征以及拓扑结构在其演化中的作用的实验指明了方向;它还开创了轨道微重力量子气体物理学的时代。
2021-08-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Trapping ultracold dysprosium: a highly magnetic gas for dipolar physics
超冷镝气体的磁矩是碱金属原子的10倍,磁性最强的原子仅与铽相当,预计它将表现出许多迷人的碰撞动力学和量子偶极相,包括量子液晶物理。我们报告的第一个激光冷却和捕获的5亿Dy原子使用无再泵浦的磁光阱(MOT)和连续加载的磁约束,我们的特点的陷阱回收动力学玻色子和费米子同位素。在具有浸没开放电子f壳层的系统中进行了少数分波(100 uK至1 mK)范围内的第一次非弹性碰撞测量。此外,我们观察到不寻常的条纹内MOT <10 uK亚多普勒冷却原子。
2009-12-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Interaction of Ultracold Antihydrogen with a Conducting Wall
研究了超冷反氢原子与导电表面的相互作用。我们的讨论集中在量子反射现象的物理机制。我们计算了反射几率随入射原子能量的变化。我们发现,对于基态的$\bar{H}$原子($T< 10^{-5}$为K),反射几率为$R \simeq 1-k b$,其中$k$为原子的动量,$b = 2174.0$ a. u.是一个常数,仅由原子-壁相互作用的范德华-卡西米尔尾决定。我们表明,量子反射,抑制超冷原子与表面的直接接触,允许的可能性,限制和存储冷反氢原子。我们计算了作为反氢能量函数的禁闭寿命。我们发展了波导中的$\bar{H}$理论,并提出了它在基本测量中的应用。特别是用于测量反原子壁势长程分量的延迟修正。证明了$\bar{H}$在地球引力场作用下落到导电表面时,存在量子化的$\bar{H}$态.计算了超冷反原子$\bar{H}$在最低引力态下的寿命,得到了超冷反原子$τ=(Mg b/2\hbar)^{-1}\simeq 0.1$ s,其中$Mg$是作用在反原子上的引力。我们建议,测量这种寿命可能会提供一个新的测试反物质的引力特性。
2006-12-05 physics.atom-ph
Interatomic collisions in two-dimensional and quasi-two-dimensional confinements with spin-orbit coupling
本文研究了两个两分量费米子原子在纯二维和准二维Rashba自旋轨道耦合约束下的低能散射和束缚态。我们发现,SOC定性地改变了行为的二维散射振幅在低能量极限。对于准二维系统,得到了有效二维散射振幅的解析表达式和两原子束缚态能量的代数方程。在此基础上,我们进一步推导了准二维Rashba SOC约束下两个超冷原子之间的二维有效相互作用势,这些结果对于通过约束强度和原子三维散射长度来控制准二维几何中的二维有效物理具有重要意义.
2012-10-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Controlling the quantum stereodynamics of ultracold bimolecular reactions
化学反应速率通常强烈依赖于立体动力学,即分子在三维空间中的取向和运动。温度低于1 uK的超冷分子气体为化学提供了一个非常不寻常的机制,其中极性分子可以很容易地使用外部电场定向,而且,两个碰撞分子的运动是严格量子化的。最近,在KRb分子的超冷气体中观察到原子交换反应。在外部电场中,这些放热和无势垒的双分子反应,KRb+KRb -> K2+ Rb 2,以随着增加的偶极矩而急剧上升的速率发生。在这里,我们表明,量子立体动力学的超冷碰撞可以利用抑制双分子化学反应速率近两个数量级。我们利用光晶格陷阱将费米子极性分子限制在一个准二维的、煎饼状的几何结构中,偶极沿着紧限制方向取向。在分子的足够紧的限制和费米统计的组合下,两个极性分子只能在“并排”碰撞中彼此接近,其中化学反应速率被排斥偶极-偶极相互作用抑制。我们表明,抑制双分子反应速率需要量子态控制的内部和外部的分子的自由度。准二维阱中极性分子化学反应的抑制为研究偶极分子量子气体开辟了道路。由于偶极-偶极相互作用的强长程特性,这种气体为基于量子气体的强关联多体物理学研究带来了全新的能力,在强关联多体物理学中,量子相变和新的物质状态可以出现。
2010-10-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Multichannel Scattering and Loss Processes of Ultracold Atoms in Anisotropic Harmonic Waveguides
本文发展了横向各向异性谐振波导中玻色原子多道散射的通用网格方法。这种方法被用来分析弹性以及非弹性多通道受限散射。对于弹性散射,研究了原子间相互作用势的范围和形式以及波导各向异性对约束诱导共振的影响。我们还定量地研究了受限原子-原子碰撞中的反应速率常数。结果表明,在多通道区,对约束陷阱的轻微各向异性显著提高了反应速率常数。
2016-04-27 physics.atom-ph
Collisional loss of one-dimensional fermions near a $p$-wave Feshbach resonance
研究了超冷$^6$ Li原子中准一维自旋极化费米气体在$p$波费什巴赫共振附近的碰撞损失.我们测量准一维的$p$波共振的位置,并观察到约束引起的位移和加宽。我们发现,三体损耗系数$L_3$作为准一维约束的函数对约束强度几乎没有依赖性。我们还分析了原子损失与两步级联三体损失模型中,弱结合的二聚体形成之前,它们的损失所产生的原子-二聚体碰撞。我们的数据与这个模型是一致的。我们还发现了一个可能的抑制二聚体弛豫率与强准一维禁闭。我们讨论了这些测量观测准一维$p$波配对的影响。
2020-09-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Species-selective confinement of atoms dressed with multiple radiofrequencies
操纵超冷量子气体混合物的各个组分的方法对于许多应用是必不可少的工具,例如杂质物理的直接量子模拟。我们研究了一个方案,其中实现物种选择性控制使用磁势打扮与多个射频,利用不同的Landé g因子的组成原子物种。我们描述了一个混合物打扮与两个频率,原子被限制在谐波电位与可控程度的重叠之间的两个原子物种。然后,这被扩展到一个四射频方案,其中一个物种的双阱电位与另一个物种的单阱重叠。讨论的框架与参数,是适合于一个85 Rb和87 Rb的混合物,但很容易推广到其他组合。
2017-01-20 cond-mat.quant-gas 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
Anomalous conductances in an ultracold quantum wire
我们分析了最近测量的超冷气体通过弹道收缩的反常输运性质[S。Krinner等人,PNAS 201601812(2016)]。在弱相互作用下观察到的量子化电导随着气体的强相互作用而增加几倍,这不能用单通道输运的Landauer理论来解释。我们表明,这种现象是由于在收缩的边缘,在那里的相互作用和限制的超导状态的结果的多通道Andreev反射。Andreev过程将反射通道的原子转换为通过收缩传播的冷凝物,导致显著的过剩电导。此外,我们发现自旋电导被超导抑制,与实验的一致性为我们的模型提供了额外的支持。
2016-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Box traps on an atom chip for one-dimensional quantum gases
我们提出了在原子芯片上实现超冷气体的定制捕获势。我们实现了高度细长的陷阱与盒状限制沿长,轴向方向与传统的谐波限制沿两个径向方向相结合。介绍了原子芯片和盒阱的设计、制作和性能测试。我们加载超冷($\lesssim1 μ$ K)云的$^{87}$ Rb在一个盒子陷阱,并证明玻色气体聚焦作为一种手段来表征这些原子云在任意形状的潜力。我们的结果表明,原子芯片上的盒状轴向势对于一维量子气体的研究是非常有希望的。
2009-11-27 physics.atom-ph
Quantum scattering problem without partial-wave analysis
我们提出了一种不需要通常的分波分析就能处理不同量子少体动力学的方法。用这种方法在超冷原子-原子碰撞物理和氦离子的电离和激发/去激发物理中获得了新的结果。所发展的计算方案为分析强激光或磁约束约束下超冷原子波包碰撞的实际问题提供了新的可能性。
2005-12-03 physics.atom-ph physics.comp-ph
Quasi-1D ultracold rigid-rotor collisions : reactive and non-reactive cases
我们研究极性碱金属二聚体散射在准一维几何反应和非反应物种。弹性和反应率计算作为一个功能的静态电场的振幅在一个纯粹的远程模型与适当的边界条件在较短的范围。我们描述的双原子分子作为刚性转子和结果相比,固定的偶极子近似。我们特别表明,对于具有足够强的诱导偶极矩垂直于陷阱轴取向的分子,长程排斥相互作用导致短程过程的抑制。这种屏蔽效应对于反应性和非反应性分子都发生,防止两体反应以及由于“粘性过程”[Phys.Rev.A85,062712(2012)]而发生的损失。目前的研究结果表明,在目前的超冷分子实验中使用一维约束抑制损失率的可能性。
2019-09-18 physics.atom-ph
Formation of ultracold molecules by merging optical tweezers
本研究通过合并分别装载单个Rb和Cs原子的光镊实现了单个超冷RbCs分子的形成,证实可通过调节阱束缚度控制成键概率,且转化效率与磁缔合技术相当,为超冷分子制备提供了新途径。
2023-02-16 physics.atom-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
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
Signatures of macroscopic quantum coherence in ultracold dilute Fermi gases
我们提出了一种双阱结构用于超冷两种费米-玻色原子混合物的光囚禁。分析了费米气体超流相变引起的宏观量子相干性的两个特征。第一个签名是基于费米对隧穿时,退细化激光束的功率显着降低。第二个依赖于在费米子被困在两个急剧分离的潜在的最小值的制度的干涉条纹的观察。这两个签名都依赖于费米样品的小退相干时间,这应该是可能的,通过使用玻色气体作为制冷机达到低温,并使用双色光学偶极阱进行限制,两种物质之间具有最佳的热容匹配。
2004-11-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con physics.atom-ph
All-optical bubble trap for ultracold atoms in microgravity
ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology(ICFO-光子科学研究所,巴塞罗那科学技术研究院);LP2N, Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences, Université de Bordeaux-IOGS-CNRS:UMR 5298(LP2N,光、数字与纳米科学实验室,波尔多大学-IOGS-CNRS);Department of Physics and Astronomy, Bates College(贝茨学院物理与天文学系);Dept. of Physics and Astronomy, University of Sussex(苏塞克斯大学物理与天文学系)
本文提出一种全光学方法,在微重力中产生壳状陷阱。利用基态的双光 dressing 创造短程强排斥中心势垒,结合长程吸引中心势形成壳状陷阱,通过分析证明其特性取决于基态与激发态极化率比及激发态寿命。
2025-10-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Self-bound monolayer crystals of ultracold polar molecules
本研究通过路径积分量子蒙特卡洛模拟构建了超冷偶极分子的完整相图,发现其在特定相互作用下会形成自束缚量子液滴并最终转变为无外部约束的自束缚晶体单层,该现象源于微波修饰产生的各向异性偶极相互作用,且在低相互作用强度下即可观测。
2025-04-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Confinement induced interlayer molecules: a route to strong interatomic interactions
我们从理论上研究了两种超冷原子之间的相互作用,限制在两个有限的分离层,并证明了存在新型的约束诱导的层间束缚和准束缚分子:这些新的激子类层间分子出现的正和负的散射长度,甚至存在层间距的许多倍大于种间散射长度。准束缚分子的寿命随着层间距的增加呈指数增长,因此可以在简单的振荡实验中观察到它们,正如我们通过详细的多体计算所证明的那样。这些准结合的分子也可以引起新的种间费什巴赫共振,使人们能够通过改变层分离几何控制两个物种之间的相互作用。与直觉相反的是,可以通过增加物种之间的空间间隔来使它们之间产生强烈的相互作用。分离诱导的层间共振为实验控制种间相互作用提供了强有力的工具,并使人们能够实现多组分量子气体的新量子相。
2016-12-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Three-body problem for ultracold atoms in quasi-one-dimensional traps
本文研究了长度尺度为$a_\perp$的抛物型横向势阱中的费米子和玻色冷原子气体的三体问题。对于这个准一维(1D)问题,对于3D散射长度$a$的任何符号,存在两体束缚态(二聚体)和约束诱导的散射共振。费米子三体问题是一个普适的问题,它的特征是两个原子与二聚体的散射长度:$a_{ad}$和$b_{ad}$。在紧密结合的"二聚体极限",$a_\perp/a\to\infty$,我们发现$b_{ad}=0$,和$a_{ad}$是链接到三维原子二聚体散射长度。在弱约束的"BCS极限" $a_\perp/a\to-\infty$中,建立了与Bethe Anterior的连接,这允许精确的结果。全交叉是通过数值计算得到的。然而,玻色子三体问题是非普适的:$a_{ad}$和$b_{ad}$既依赖于$a_\perp/a$,也依赖于与共振的尖锐度有关的参数$R^*$。散射解在性质上与费米子解相似。我们预言了玻色子存在一个单约束诱导的三体束缚态。
2005-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.atom-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 collisions in tight harmonic traps: Quantum defect model and application to metastable helium atoms
本文从量子亏损理论的角度分析了强谐振子约束下两个超冷原子碰撞系统,给出了确定系统允许能量的广义自洽方法。我们还提出了两个高效的计算方法,用于确定这种系统的束缚态能量和本征函数。微扰谐振子问题的特征是在原子间相互作用势的有效范围之外存在一个长的渐近区域。第一种方法,这是基于量子亏损理论,是一个适应的技术开发的作者之一(GP)的高度激发态在修改后的库仑势,是非常有效的集成通过这个外部区域。第二种方法是直接数值解的径向薛定谔方程使用离散变量表示的动能运营商和缩放的径向坐标网格。该方法被应用到的情况下,被困的自旋极化亚稳氦原子。计算的特征值非常接近的两种方法,并与计算的自洽使用广义自洽方法。
2004-02-16 physics.atom-ph
Confinement-induced Efimov resonances in Fermi-Fermi mixtures
40 K和6Li的Fermi-Fermi混合物在自由空间中不表现出Efimov效应,但在一维中仅限制40 K就可以诱导Efimov效应。这里的Efimov三体参数是由限制长度控制的。我们表明,在这样一个系统中的稀释极限的三体复合率有一个特征的等效散射长度与标度因子22.0的周期性依赖,并可以表示为相同的玻色子在三维空间中的类似的公式。因此,在1D-3D混合维中,40 K和6Li的超冷混合物是观察费米子中Efimov物理的有希望的候选者。
2009-06-01 cond-mat.other nucl-th physics.atom-ph
Atom-dimer scattering for confined ultracold fermion gases
本文求解了具有抛物限制长度$a_\perp$和三维散射长度$a$的超冷费米气体的三体问题。在二体水平上,在$a_\perp/a\approx 1.46$处存在Feshbach型共振,并且对于任意的$a_\perp/a$存在二聚体态。三体问题是普遍的,用原子-二聚体散射长度$a_{ad}$和射程参数$b_{ad}$来描述.在二聚体极限$a_\perp/a\gg 1$,我们发现一个排斥的零程原子-二聚体相互作用。然而,对于$a_\perp/a\ll -1$,$a_{ad}>0$和$b_{ad}\gg a_{ad}$的电位范围较长。不存在三聚体状态,并且尽管在$a_\perp/a\approx 2.6$处存在$a_{ad}=0$,但不存在相互作用的共振增强。
2004-09-17 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph quant-ph
Dipolar collisions of polar molecules in the quantum regime
超冷极性分子提供了探索量子气体的可能性,这些气体具有强的、长程的和空间各向异性的粒子间相互作用。这与超冷原子的稀释气体形成鲜明对比,超冷原子具有各向同性和极短距离或“接触”相互作用。极性分子的大电偶极矩可以通过外加电场来调节,这为超冷化学反应的控制、量子信息处理和新型量子多体系统的实现提供了独特的机会。尽管有大量的实验努力旨在观察偶极子对超冷分子的影响,但直到最近才达到足够高的密度。在这里,我们报告的观察偶极碰撞在超冷分子气体准备接近量子简并。对于一个适当的值的应用电场,我们观察到一个戏剧性的增加,由于超冷化学反应的费米KRb分子的损失率。我们发现,损失率有一个陡峭的幂律依赖于诱导的电偶极矩,我们表明,这种依赖性可以理解与一个相对简单的模型的基础上量子阈值定律的费米极性分子的散射。我们直接观察偶极相互作用的空间各向异性表现在偶极气体的热力学测量。这些结果表明,长程偶极相互作用可以用于电场控制化学反应速率在超冷极性分子气体。在所施加的电场中的大的损失率表明,创建超冷极性分子的长寿命系综可能需要限制在二维阱几何形状中以抑制吸引偶极相互作用的影响。
2010-01-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.gen-ph
Optical Dipole Trap for Hg Atoms
Nicolaus Copernicus University(尼古拉·哥白尼大学)
该研究实现了汞原子的光偶极阱,完成了汞同位素从磁光阱到光偶极阱的转移与表征,为同位素相关碰撞等研究及量子简并探索提供了新途径。
2026-07-31 physics.atom-ph
Trapping of Rb atoms by ac electric fields
我们演示了超冷气体中性原子在宏观交流电阱中的捕获。通过在电场的两个鞍点配置之间切换来获得三维约束。在60 Hz左右的窄开关频率范围内观察到稳定的捕获。在交流开关周期的不同阶段,原子的动态约束直接可视化。我们在1 mm^3大、几微开尔文深的陷阱中观察到了大约10^5个Rb原子,其寿命约为5 s。
2007-06-04 physics.atom-ph
Optimized surface ion trap design for tight confinement and separation of ion chains
针对离子阱量子处理器的扩展与操控需求,本文优化设计了一种表面Paul阱,通过调整束缚势等参数实现离子紧密束缚、激光冷却及离子链分裂等关键操作,助力高保真量子处理。
2024-07-19 physics.atom-ph quant-ph
Observation of Blackbody Radiation Enhanced Superradiance in ultracold Rydberg Gases
当激发原子的特征尺寸小于发射光子的波长时,激发原子的系综可以在被称为超辐射的过程中集体同步发射光。潜在的超辐射强烈依赖于原子系综周围的电磁(光子)场。来自$300\,$ K黑体辐射(BBR)的微波光子的高模式密度显著地增强了里德伯态到相邻态的衰变速率,从而实现了裸真空诱导自发衰变不可能实现的超辐射。在这里,我们报告的超冷里德伯原子嵌入在室温光子浴超辐射的观察。在自由空间中直接测量了铯原子里德堡$|nD\rangle$到$|(n+1)P\rangle$超辐射衰变($n$是主量子数)的时间演化。理论模拟证实了大里德堡系综中BBR增强的超辐射。我们证明了里德伯原子之间的范德华相互作用改变了超辐射动力学,并修改了超辐射的标度。在静态电场的存在下,我们发现超辐射变慢,可能是由于多体相互作用引起的退相。我们的研究提供了深入了解耦合到热BBR的相互作用原子的多体动力学,并可能通过集体,耗散的光子-原子相互作用在微波频率下打开黑体测温的设计路线。
2021-04-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Multi-Channel Atomic Scattering and Confinement-Induced Resonances in Waveguides
本文发展了一种计算谐振腔中原子多道散射的网格方法。该方法用于广泛分析横向激励和去激励以及共振散射过程。研究了玻色子和费米子原子以及可区分原子在单频谐振子阱中的碰撞,其中$ω$允许质心(c.m.)分离是深入探索的。在零能量极限和单模制度,我们再现了著名的玻色子,费米子和异质碰撞的约束诱导共振(CIR)。在多模制度的情况下,考虑多达四个开放的横向通道。以前得到的分析结果显着扩展这里。识别和分析了传输行为中的一系列费什巴赫共振。的行为的传输与不同的能量和散射长度进行了详细讨论。在多通道散射过程中,发现了导致原子散射完全量子抑制的双CIR。可能的应用包括,例如,原子波导中的冷原子和超冷原子-原子碰撞以及量子线中的电子-杂质散射。
2008-02-25 physics.atom-ph physics.comp-ph
Spatial shaping for generating arbitrary optical dipoles traps for ultracold degenerate gases
我们提出了两种空间整形方法-相位和振幅-用于创建超冷中性原子的二维光学偶极势。当与吸引或排斥的高斯片相结合时,原子被捕获在三维空间中,从而导致平面限制与任意网络的潜力-自由空间原子芯片。第一种方法利用了广义相衬技术的适应,以转换嵌入在穿过相位掩模后的光束中的相位结构,在图像平面中的相同的强度分布。相位掩模和必要的相衬滤光器可以化学蚀刻到光学材料中(例如,熔融石英)或用空间光调制器实现;蚀刻提供最高质量,而空间光调制器实现原型制作和实时结构修改。这种方法被证明对一个系综的热原子。振幅整形是可能的,当潜在的结构是作为一个不透明的掩模在偶极陷阱光束的路径,然后通过成像的阴影到原子的平面上。虽然损耗更大,但这种非常简单和廉价的方法可以产生适合包含简并气体的偶极势。高质量的振幅掩模可以用标准的光刻技术生产。振幅整形证明了玻色-爱因斯坦凝聚。
2014-06-16 physics.atom-ph physics.optics
Development of an apparatus for cooling 6Li-87Rb Fermi-Bose mixtures in a light-assisted magnetic trap
我们描述了一个实验装置,旨在产生超冷被困气体云的费米6Li和玻色子87 Rb。碱金属的这种组合具有相对于其他混合物达到更深的费米简并的潜力,因为它允许改进的热容匹配,这优化了交感冷却效率。这两种原子束是独立产生的,然后由塞曼减速器减速。被减速的原子被收集到磁光阱中,然后被转移到四极磁阱中。通过聚焦在磁阱中心的适当失谐的激光束选择性地限制这两种物质,可以得到温度在10^-3 T_F范围内的超冷费米气体。
2007-05-22 cond-mat.str-el physics.atom-ph physics.optics