High-Flux Cold Ytterbium Atomic Beam Source Using Two-Dimensional Laser Cooling with Intercombination Transition
我们证明了一个高通量和低横向温度的镱原子束应用二维冷却使用${}^1\mathrm{S}_0\text{-}{}^3\mathrm{P}_1$互组合过渡到偶极允许的${}^1\mathrm{S}_0\text{-}{}^1\mathrm{P}_1$过渡产生的冷原子束。对于纵向速度为$30\,\mathrm{m/s}$的原子束，获得了$11 \pm 9\,\mathrm{μK}$的最佳横向温度和$(7.5 \pm 1.0) \times 10^8\,\mathrm{atoms/s}$的原子通量。在纵向速度为$22 - 30\,\mathrm{m/s}$的范围内，横向温度保持在$23\,\mathrm{μK}$以下，而通量高于$6.5 \times 10^8\,\mathrm{atoms/s}$。我们还讨论了利用基态和长寿命亚稳态之间的动量选择性光学跃迁进一步缩小横向动量宽度到小于反冲动量的可行性。我们的原子束的横向动量宽度小于反冲动量的5.7倍，这是所提出的方法的一个很好的起点。
2022-09-01 physics.atom-ph
Ellipticity-dependent sequential over-barrier ionization of cold rubidium
我们进行高分辨率测量的动量分布Rb $^{n+}$反冲离子的电荷状态$n=4$，激光冷却的铷原子电离的飞秒椭圆偏振激光脉冲宽度为35 fs和强度为3.3 $\times$ 10 $^{15}$ W/cm $^2$在过势垒电离（OBI）制度。当椭圆率从线极化到圆极化变化时，反冲离子的动量分布呈现多能带结构。这些能带结构的起源可以用经典的OBI模型和专门的经典轨道蒙特卡罗模拟与海森堡势定量解释。具体而言，与经典轨迹的反分析，我们揭示了电离时间和OBI的几何顺序释放的电子，解开背后的能带结构的倾斜角的机制。这些结果表明，经典处理可以描述碱金属原子的强场多重电离过程。
2020-06-16 physics.atom-ph
Quantitative simulation of a magneto-optical trap operating near the photon recoil limit
我们提出了一个定量模型的磁光陷阱工作在窄的过渡，过渡线宽和反冲位移是可比的。我们结合光散射过程的量子处理与原子运动的蒙特卡罗模拟。通过比较我们的模型上的$5\rm{s}^2~^1\rm{S}_0 \rightarrow 5\rm{s}5\rm{p}~^3\rm{P}_1$过渡锶操作的实验，我们表明，它定量再现云的大小，位置，温度和动力学在很宽的操作条件下，没有任何可调参数。我们还提出了一个扩展的模型，定量再现原子转移到一个远离共振偶极陷阱（FORT），突出其作为优化复杂的冷原子实验的工具。
2017-06-15 physics.atom-ph
SCULPT: An Interactive Machine Learning Platform for Analyzing Multi-Particle Coincidence Data from Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文提出SCULPT平台，通过整合先进机器学习技术与物理指导分析，解决现代动量谱学中的关键挑战，提供多维数据分析的交互式网页环境，实现非线性降维和特征学习，提高实验效率和稀有事件的识别能力。
2026-05-18 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Momentum spectroscopy for multiple ionization of cold rubidium in the elliptically polarized laser field
利用磁光阱反冲离子动量谱（MOTRIMS）技术，结合冷原子、强激光脉冲和超快技术，研究了椭圆偏振激光脉冲（35 fs，$1.3 \times 10^{15}$ W/cm $^2$）诱导的多电离态冷铷（Rb）的动量分布。记录到电荷态n = 4的Rb ~+离子的全矢量动量具有极高的分辨率（0.12 a.u.）。对于Rb $^+$）。利用经典的过势垒电离模型，定性地解释了椭圆度从线极化到圆极化时动量分布中所表现出的特征多带的变化。冷重碱金属原子的动量谱学呈现了稀有气体之外的新的强场现象。
2020-03-03 physics.atom-ph
Constraining the energy-momentum dispersion relation with Planck-scale sensitivity using cold atoms
我们使用超精密冷原子反冲实验的结果来约束能量-动量色散关系的形式，这种结构预计将在几种量子引力方法中进行修改。我们的分析策略适用于非相对论性（小速度）的色散关系的限制，因此是一个类似的正在进行的努力，调查的色散关系在超相对论性制度，使用天体物理学的观测互补。对于非相对论性极限的主要修正，冷原子反冲实验的特殊灵敏度使我们能够在所需普朗克尺度水平的一个数量级内设定极限，从而在受控实验室实验中研究色散关系时提供了普朗克尺度灵敏度的第一个例子。对于次主导项，我们得到了一个极限，它与普朗克尺度相差几个数量级，但仍然相当于一类洛伦兹对称性检验理论的最佳极限，这类理论已被广泛用于研究时空对称性的“变形”（而不是破坏）假设。
2009-11-05 gr-qc physics.atom-ph
Probe spectroscopy in an operating magneto-optical trap: the role of Raman transitions between discrete and continuum atomic states
本文报道了探测光在$^{85}$ Rb磁光阱中的吸收谱和四波混频谱的连续波测量结果。捕获光束用作泵浦光。我们集中在小泵浦探测失谐的光谱的中心特征，并将其狭窄的共振结构归因于基态的光移子能级之间的拉曼跃迁的叠加和原子反冲过程。这两个贡献有不同的依赖于陷阱参数，我们表明，前者是不均匀加宽。光谱对探测光偏振态的强烈依赖性表明冷原子样品存在较大的光学各向异性，这是由于反冲效应引起的。我们指出，反冲引起的共振可以从其他贡献中分离出来，使泵浦-探测光谱在工作的MOT原子的高灵敏度的诊断工具。
2004-10-20 physics.atom-ph
Doppler- and recoil-free laser excitation of Rydberg states via three-photon transitions
用三束不同的激光束对里德伯态进行三光子激光激发，可以安排成星形的几何形状，同时消除了反冲效应和多普勒展宽。我们对Rb原子中5 S_{1/2} ->5 P_{3/2} ->6 S_{1/2} ->5 P_{3/2}的一种特殊激光激发方案的分析和数值计算表明，与单光子和双光子激光激发相比，这种方法对冷原子样品和热蒸气都提供了窄得多的线宽和长得多的相干时间，如果三光子跃迁的中间单光子共振失谐超过各自的单光子多普勒宽度。该方法可用于提高里德伯量子门的保真度和里德伯原子光谱测量的精度。
2011-12-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Elastic and Inelastic Evanescent-Wave Mirrors for Cold Atoms
本文报道了冷$^{87}$ Rb原子的倏逝波反射镜实验。弹跳分数的测量显示了范德华引力对表面的重要性。我们直接观察到了由倏逝波镜施加在原子上的平行于表面的辐射压力。我们通过对原子云在反弹后的运动成像来分析辐射压力。光子反冲的数量范围从2到31。这与激光功率无关，与失谐量成反比，与倏逝波衰减长度成正比。通过在开放跃迁上操作镜子，我们还观察到由于自发拉曼跃迁而非弹性反弹的原子。所观察到的分布由最小速度处的密集峰和较快原子的长尾组成，表明跃迁是一个随机过程，强烈倾向于在反弹的转折点附近发生。
2000-11-01 physics.atom-ph
Constraining the generalized uncertainty principle with cold atoms
各种量子引力理论都预言了最小长度尺度的存在，这意味着将海森堡不确定原理在普朗克尺度上修改为所谓的广义不确定原理（GUP）。以前对GUP的研究主要集中在它对高能物理学、宇宙学和天体物理学的影响上。在这里，应用的GUP低能量子系统，特别是冷原子，进行了研究。从$^{87}$ Rb原子反冲实验的结果被用来设置参数的上限在三个不同的GUP建议。在Ali-Das-Vagenas方案上找到了一个$10^{14}$级的界，这是迄今为止第二好的界.得到了Maggiore建议的一个$10^{26}$水平的界，这是它的最佳可用界。
2016-07-15 gr-qc physics.atom-ph
Search for isotope effects in projectile and target ionization in swift He$^+$ on H$_2$ or D$_2$ collisions
利用冷靶反冲离子动量谱（COLTRIMS）技术，测量了入射能量为650 keV的He $^+$与H $_2$和D $_2$混合气体碰撞中的同时射弹和靶电离。由Cooper等人[Phys. Rev. Lett. 100，043204（2008）]中，我们寻找具有最高分辨率和统计显著性的两种同位素的电离截面的差异。通过测量反冲离子的纵向和横向动量，电子-电子和电子-核相互作用的贡献在运动学上被清楚地分开。我们发现在我们的任何动量分布没有显着的同位素效应。
2014-03-06 physics.atom-ph
Expansion Dynamics of Cold Non-Neutral Plasma
我们研究了强耦合、非中性、圆柱形排列的离子等离子体在真空中的膨胀。等离子体由磁光阱（MOT）中的冷铷原子制成，并通过紫外光电离形成。高密度和低密度的等离子体进行了研究，表现出不同的方面表示强耦合。在一个较高的密度制度，我们报告的形成和持久性的等离子体冲击前，以及外场诱导的等离子体聚焦效应。在较低的密度制度，条件是理想的，以观察最近邻离子的相关性，以及几何诱导的不对称性对关联函数的发展和演变。弹道模型和流体模型的模拟结果与测量结果吻合较好。
2019-11-13 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Cold atom guidance in a capillary using blue-detuned, hollow optical modes
我们演示了引导冷85 Rb原子通过一个100微米直径的空芯介质波导使用圆柱形空心模式。我们已经传输原子使用蓝色失谐光在第一阶，方位角偏振TE 01空心模式，和第二阶空心模式（HE 31，EH 11，和HE 12），并比较这些结果与指导在红色失谐，基本HE 11模式。蓝失谐的空心模限制原子沿毛细管轴，远离壁低强度。我们通过直接测量原子的反冲效应来确定波导中的散射率。我们观察到在HE11模式下使用红失谐光引导的原子数更高，但是使用二阶模式时散射率降低了10倍，二阶模式具有最低阶的r^4径向强度分布。我们发现，红失谐波导可以用来加载到蓝失谐模式的原子时，既需要高的原子数和低的微扰。
2012-05-17 physics.atom-ph quant-ph
Multimode collective scattering of light in free space by a cold atomic gas
我们研究了冷原子气体的集体反冲激光，它将入射激光的光子散射成自由空间中的多种辐射模式。该模型由N个原子的原子运动的经典方程组组成，其中辐射场已被消除。我们进行了数值模拟，使用分子动力学代码，相当有效的并行库仑求解器或PEPC，跟踪原子的轨迹。这些模拟显示了原子密度光栅的形成和散射光的集体增强，这两者都对原子云的形状和方向敏感。在初始为圆形云的情况下，云形状的动力学演化在密度光栅和集体散射的发展中起着重要的作用。使用有效的分子动力学程序的能力将是研究光与冷气体之间多模相互作用的有用工具。
2020-02-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Magneto-optical trap reaction microscope for photoionization of cold strontium atoms
本研究将多粒子符合探测与激光冷却结合，研制出用于冷锶原子的磁光阱反应显微镜，实现了多光子电离通道识别及高分辨率动量测量，为研究碱土原子多电子效应奠定基础。
2023-10-11 physics.atom-ph
Interferometry of Atomic Matter Waves in the Cold Atom Lab onboard the International Space Station
本文报告国际空间站冷原子实验室利用超冷铷原子开展原子干涉测量探路实验，研究振动限制、实现长时间干涉观测并首次在空间远程测量光子反冲。
2024-02-22 physics.atom-ph physics.space-ph quant-ph
Hamiltonian chaos with a cold atom in an optical lattice
研究了运动二能级原子与单模驻波激光场无耗相互作用的基本模型。对平动原子运动的经典处理提供了半经典的Hamilton-Schrodinger方程，该方程是一个具有两个运动积分的5D非线性动力学系统。原子动力学可以是规则的或混沌的依赖于控制参数的值，原子-场失谐量和反冲频率。本文用原子电偶极矩$u$的随机行走来描述混沌原子输运的半经典理论。基于此变量的跳跃行为的原子交叉节点的驻波，我们构建了一个随机映射，指定的质心运动。我们发现了原子在光晶格中的失谐量、反冲频率与原子能量之间的关系，在此关系下原子可能以混沌的方式运动。我们得到了确定性原子输运具有分形性质的分析条件，并解释了动力学分形的层次结构。在原子同时在两个光势中运动的修饰态图像中，研究了原子在驻波中运动的量子处理。如果失谐量和原子的特征频率具有相同的量级，则在驻波的交叉节点处存在原子的非绝热跃迁的概率。在完全相同的条件下，我们观察到当原子穿过节点时，原子的偶极矩$u$发生突变。这些跳跃伴随着原子波包在节点处的分裂。这种波包在驻波波节处的扩散是经典原子混沌输运的表现。在大的失谐量下，量子演化是绝热的，符合经典原子运动的规律。
2012-05-28 cond-mat.quant-gas nlin.CD physics.atom-ph
Cooperative atomic scattering of light from a laser with a colored noise spectrum
研究了在色噪声作用下，超冷无碰撞原子气体在部分相干泵浦下的集体反冲激光。与白噪声相比，色噪声中的相关性被发现能够极大地增强或抑制增长率，高于或低于临界失谐。讨论了噪声相关时间、噪声强度和泵浦探测失谐量对光光的散射的影响。这一结果与我们对不稳定区域演化方程的模拟和线性分析是一致的。
2009-09-13 physics.atom-ph physics.optics
Quantum treatment of two-stage sub-Doppler laser cooling of magnesium atoms
对$^{24}$镁原子的激光冷却问题进行了理论研究。我们提出了两阶段的亚多普勒冷却策略，使用电偶极跃迁$3^3P_2$ $\to$ $3^3D_3$（$λ$ =383.9 nm）。第一阶段是利用$σ^+$和$σ^-$光束的磁光阱，而第二阶段是利用线性$\perp$线性糖蜜。我们致力于在冷原子云中获得大量的超冷原子（T $_{eff}$ < 10 $μ$ K）。计算是在充分考虑反冲效应的量子处理的基础上，脱离了许多广泛使用的近似。分析了不同光场强度和频率失谐下冷原子的稳态平均动能和线动量分布。进行量子分析的结果表明，从基于福克-普朗克方程的半经典方法的结果显着的差异。在一定条件下，第二冷却阶段可以提供比第一冷却阶段足够低的原子云动能以及增加的超冷原子的分数。我们希望所获得的结果可以帮助克服目前的实验问题，在$^{24}$镁原子的激光场的方式进行深度冷却。冷镁原子，被大量冷却到几个微开尔文，有一定的兴趣，例如，在量子计量学。
2015-08-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
