Cavity QED with an ultracold ensemble on a chip: prospects for strong magnetic coupling at finite temperatures
研究了超精细跃迁冷原子与微波谐振腔模磁耦合系综的非线性动力学。尽管存在微小的单原子耦合，但人们在集体超精细量子位和微波光子之间获得强耦合，使得能够在长寿命原子量子位状态和模式之间进行激发的相干转移。即使在有限的热光子数下，也可以从腔的透射谱中得到强耦合的证据。该系统使得有可能进一步研究突出的集体现象，如超辐射衰变的倒置合奏或锁定到原子超精细跃迁的窄带带状线微脉泽的建设。
2010-09-02 quant-ph
Coherent Control of Hyperfine States and Slow and Fast Light Switching in Ultracold Atoms
我们提出了一个通过相干控制超冷原子系统的超精细基态和激发态来获得慢光和快光的方案。对超冷$^{23}$ Na原子的$D_1$跃迁进行了理论分析。研究了场失谐量和场强对布居转移和激发极化的影响。结果表明，该系统可以获得大带宽的慢光和快光。据推测，慢光和快光可以共同传播，属于不同的光学和拉曼跃迁。此外，据观察，慢光和快光之间的切换是通过控制场强度以及场失谐来实现的。
2021-07-19 physics.optics quant-ph
Local-field approach to the interaction of an ultracold dense Bose gas with a light field
本文研究了激光电磁场在稠密玻色气体中的传播，导出了原子质心运动的非线性算符方程。我们的目标是提出一个自洽的一组耦合麦克斯韦-布洛赫方程的原子和电磁场广义到包括原子的质心运动。两个影响被认为是：超冷气体形成介质的麦克斯韦场修改其传播特性。与此相结合的是原子之间的偶极-偶极相互作用的影响，这导致了原子跃迁频率的密度相关的移动。它表现为位置相关的失谐，是非线性的原因。这导致从局域场方法的量子场论版本到量子介质中的电动力学的直接和物理透明的方式。物质场的方程是通用的。以前发表的非线性方程得到的极限情况。作为原子光学的一个应用，本文研究了玻色气体的密束散射问题。主要结论是，随着气体密度的增加，偶极-偶极相互作用抑制或增强散射取决于失谐的符号。
1998-11-19 quant-ph
Four-Wave Mixing in Ultracold Atoms using Intermediate Rydberg States
超冷Rb原子被用来证明通过里德堡态的非简并四波混频。利用5S-5 P-nD双光子连续激发到Rydberg态，并在相位匹配的几何结构中用nD-6P调谐激光进行激发。的角度依赖性，空间分布，和失谐的依赖性进行了研究，表现出良好的协议与理论。在最佳条件下，50%的辐射发射到相位匹配的方向。
2008-08-06 physics.atom-ph quant-ph
Spectra and ground states of one- and two-dimensional laser-driven lattices of ultracold Rydberg atoms
本文研究了激光驱动下一维和二维均匀晶格中超冷里德伯原子在激光耦合消失极限下的静态性质。将正方形格的谱结构与线性链的谱结构进行了比较，指出了它们之间的异同。此外，我们采用了一种基于图论元素的方法来数值确定各种晶格几何形状的激光失谐相关的基态。链以及正方形和矩形晶格的基态提供和讨论。
2012-06-01 physics.atom-ph quant-ph
Position-dependent spin-orbit coupling for ultracold atoms
本文从理论上研究了自旋轨道耦合（SOC）与原子位置相关的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。这种SOC可以通过在与共振的失谐取决于位置的环境中循环地激光耦合四个内部原子基态（或亚稳态）来产生。由此产生的自旋-轨道耦合BEC相分离成域，每个域都包含沿x或y方向排列的密度调制-条纹。在每个域中，条纹取向由局部失谐的符号确定。当这些条纹沿着畴边界具有不匹配的空间周期时，在界面处形成非平凡的拓扑自旋纹理，包括Skyrmions样的自旋涡旋和反涡旋。与传统旋转BEC中存在的涡旋相反，这些自旋涡旋是稳定的拓扑缺陷，其不存在于相应的均匀条纹相位自旋轨道耦合BEC中。
2015-04-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rydberg-Rydberg interaction profile from the excitation dynamics of ultracold atoms in lattices
提出了一种确定里德伯原子相互作用势的方法。具体来说，我们考虑了激光驱动的里德堡气体限制在一维晶格中，并证明了激光激发周期后的里德伯原子数作为激光失谐的函数提供了一个衡量的里德堡相互作用系数。由于晶格间距精确已知，所提出的方案仅依赖于里德伯原子的数量的测量，从而避免了通过改变粒子间的间距来映射相互作用势的必要性。
2011-08-01 physics.atom-ph quant-ph
Quantum state engineering of spin-orbit coupled ultracold atoms in a Morse potential
Shanghai University（上海大学）；UPV/EHU（巴斯克地区理工大学）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯科奎，巴斯克科学基金会）
本文提出在莫尔斯势中通过反向工程控制自旋-轨道耦合超冷原子的内部和运动状态，实现高精度量子态操控。
2026-01-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-destructive Faraday imaging of dynamically controlled ultracold atoms
我们描述了一种基于空间分辨法拉第旋转暗场成像的超冷原子云无损测量方法。的信噪比进行了理论分析，在没有实验缺陷的情况下，灵敏度极限被发现是相同的其他传统的色散成像技术。激光失谐量，原子密度和温度的依赖性的特点是在一个详细的比较与理论。由于低破坏性，同一云的空间分辨图像可以获得多达2000次。该技术被应用于避免拍摄到拍摄原子数校准波动的影响，演示单次运行的矢量磁场成像和单次运行的系统的动态行为的空间成像。这表明，该方法是一个有用的工具，静态和动态变化的性质的超冷原子云的表征。
2013-06-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Surface-plasmon based dispersive detection and spectroscopy of ultracold atoms
本文报道了金表面附近超冷原子的光学探测和光谱学研究。使用探测光场激发表面等离子体激元。原子气体的折射率移动等离子体共振并改变反射光功率。因此，等离子体增强了检测的灵敏度。通过使激光器与原子共振失谐，避免了从倏逝波吸收光子，这使得检测方案潜在地是非破坏性的。信号的频谱由Fano共振确定。我们表明，在冷原子实验中的典型参数，原子可以被非破坏性地检测与单原子分辨率。因此，该方法适用于物质波振幅的量子非破坏测量。在实验上，我们测量了30个原子的技术限制的灵敏度，并扩展了检测方案，分散图像的原子云附近的表面。
2020-09-08 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Non-destructive shadowgraph imaging of ultracold atoms
提出了一种成像系统，该系统能够利用与密度的二阶空间导数成比例的信号对玻色-爱因斯坦凝聚体进行远失谐非破坏性成像。虽然证明与应用程序的$^{85}\text{Rb}$，该技术推广到其他原子物种，并被证明是能够的信号噪声的${\sim}25$在$1$ GHz失谐与$100$在陷阱图像显示没有可观察到的加热或原子损失。该技术也适用于观察个人轨迹的随机动力学无法访问Single Shot成像。与快速光学锁相环相结合，该系统能够在实验过程中动态切换到共振吸收成像。
2016-08-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Exciton-Polariton scattering for defect detection in cold atom Optical Lattices
研究了光晶格中超冷原子的莫特绝缘体相缺陷对共振激发动力学的影响。缺陷可以是莫特绝缘体状态下的空位，每个空位上有一个原子，也可以是填充因子为2的单占据空位，它们改变了弗伦克尔激子和腔极化激元的动力学。虽然在第一种情况下的空位表现得像硬球散射激子，单独占据的网站在后一种情况下，可以导致吸引或排斥散射势。我们建议腔极化激元作为这种缺陷的观察工具，并显示如何散射可以控制在改变激子光子失谐。在不对称的光晶格网站的情况下，我们提出了如何散射的有效潜力可以失谐的腔光子偏振方向，从排斥到吸引力的潜力的交叉的可能性。
2007-10-29 quant-ph
Weak-Measurement-Induced Heating in Bose-Einstein Condensates
本文研究原子玻色-爱因斯坦凝聚体与远失谐探测激光弱相互作用时的量子反作用，通过广义测量过程建模并实验量化了沉积能量，揭示了杂散光学晶格和探测诱导光助碰撞两个系统性加热损耗来源及失谐依赖规律。
2023-06-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Observing topological charges and dynamical bulk-surface correspondence with ultracold atoms
在猝灭相变过程中，$d$维（$d$ D）相的体拓扑与出现在$(d-1)$ D子空间上的猝灭动力学的非平凡模式（动量空间中称为能带反转面（BIS））相对应.在这里，我们报告的第一个实验观察的动态体-表面对应通过测量拓扑电荷在一个二维量子反常霍尔模型中实现的光学拉曼晶格。通过突然改变拉曼耦合的双光子失谐量或相位，可以使系统在每个自旋轴上猝灭，其中拓扑电荷和BIS由时间平均自旋织构动态测量。我们观察到，在封闭的BIS的区域中的总电荷定义一个动力学拓扑不变量，它等于后淬火带的陈氏指数。拓扑电荷涉及到一个新兴的动力学领域，表现出非平凡的拓扑BIS上，呈现动态体表面对应。该研究为动态探索拓扑相开辟了一条新的途径。
2019-05-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Nonequilibrium Dynamics of Ultracold Fermi Superfluids
本文综述了在BCS和BEC极限下费米超流体单通道和双通道非平衡动力学的研究文献。重点是平均场方法的动力学，特别注意到金斯堡-朗道序参量的费米和复合玻色场的动力学，以及微观动力学的量子自由度。这两种方法是有效的近似在两个不同的时间尺度的后续动态。假设系统在参数空间中的量子猝灭期间和/或之后演化。猝灭可以是具有几乎瞬时变化的脉冲猝灭，或者是两个值之间的周期性变化。本文综述了由含时Ginzburg-Landau方程描述的序参量动力学的文献，并重点介绍了作者在这方面的工作。本文还考虑了双通道情况下的混合相区，并对费米-玻色混合物的双序参量动力学进行了评述。最后，在自洽和非自洽两种情况下，对超流体微观自由度的非平衡动力学进行了评述。前者的动力学可以用Bogoliubov de-Gennes方程来描述，其中平衡BCS间隙方程在时间上是连续的，并且自洽地耦合到BdG动力学。后者是一个简化的BCS问题，可以映射到伊辛和Kitaev模型的动力学。本文综述了Feshbach失谐中的脉冲猝灭和化学势中的周期猝灭的动力学，并着重介绍了作者在这一领域的研究贡献。
2013-07-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Cavity-meidated collisionless sympathetic cooling of molecules with atoms
将一系列分子冷却到超冷温度（<1 mK）是分子物理学和化学中的一个困难但重要的挑战。分子的集体腔冷却是一种很有前途的方法，它不依赖于分子的能级，因此原则上可以应用于所有的分子。然而，由于冷分子的缺乏，导致其实验实施的困难。我们表明，有效的集体交感冷却的分子亚mK的温度使用一个大的原子系综内的腔是可行的。这种方法是一种新型的共振冷却，它不依赖于原子和分子之间的直接碰撞，而是通过它们与腔场的相互作用利用热化。确定了两个重要机制。这包括：（1）原子对泵浦光的有效散射导致腔场的极大增强;（2）原子与分子之间的集体相互作用。我们给出了一个最佳的腔失谐量，使冷却最大化，这取决于原子和分子的数量。我们确定了一个阈值的分子泵的强度，并表明，它是独立的分子数时，原子的数目远大于分子。当与仅单个分子种类的腔冷却相比时，这可以减少数量级。使用这种新的共振腔冷却技术，在高Q腔中将分子冷却到亚mK可以在实验证明的范围内。
2012-05-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
