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激光操控实现异核原子受控冷碰撞

发布时间:2022-09-09 23:22   浏览次数:次   作者:华体会体育app官网下载
本文摘要:近日,中国科学院武汉物理与数学研究所詹明生研究员领导的研究团队通过激光操纵一个铷-87原子和一个铷-85原子,在微米尺度的光阱中构建了两个异核原子的可控冻撞击。涉及研究工作于7月22日在线公开发表在《大自然通讯》杂志上。 原子之间的撞击是原子气体中普遍存在的相互作用,即使在通过激光加热与拘禁获得的冷原子团中,撞击问题仍倍受注目。

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近日,中国科学院武汉物理与数学研究所詹明生研究员领导的研究团队通过激光操纵一个铷-87原子和一个铷-85原子,在微米尺度的光阱中构建了两个异核原子的可控冻撞击。涉及研究工作于7月22日在线公开发表在《大自然通讯》杂志上。  原子之间的撞击是原子气体中普遍存在的相互作用,即使在通过激光加热与拘禁获得的冷原子团中,撞击问题仍倍受注目。

无论是制取超强冻量子气体的冷却加热过程、冻原子构成分子的超冷化学过程,还是基于撞击的量子信息与量子仿真中量子态的相干性制取和消相干性过程,都必不可少对原子之间的弹性、非弹性撞击甚至是反应性撞击的了解。然而,在一般来说的一个所含成千上万个原子的多组分冻原子团中,原子数目的不确定性和同组分原子之间的撞击等因素造成了撞击横截面测量的不精确。

  研究组许鹏和何晓东等人利用近失谐激光探讨在真空中构成一个直径几个微米的光阱,该单原子光阱一般情况下要么拘禁一个原子要么没原子。他们创造性地发展了一种反馈控制方法,在同一个光阱中确定性地拘禁了一个铷-87原子和一个异核的铷-85原子,然后用有所不同的激光分别将这两个原子制取到各自特定的内态能级,等候几毫秒甚至将近一秒钟之后,再行观测这两个原子否还在阱中。由于光阱中一直只有一个铷-87原子和一个铷-85原子,且没共振光的阻碍,任何撞击相互作用都再次发生在这两个异核原子之间,从而能准确而洁净地萃取异核冷原子在有所不同超强细致能级下的撞击损失速率。

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该实验结果与法国国家科学研究院的G.V.Shlyapnikov教授、意大利特兰托大学的D.J.Papoular博士使用耦合地下通道理论计算出来的结果相吻合。两个异核的原子在光阱中撞击损失的示意图  该实验取得了铷-85和铷-87原子基态撞击损失速率目前尤为准确的数据。且发展的超级洁净的撞击反应平台可应用于单原子与单分子的撞击,也可用作研究异核原子的相干性撞击,在粒子数目确认的化学反应的研究以及基于原子的量子信息处置和量子仿真研究方面有最重要价值。

  该研究获得了科技部国家根本性科学研究计划拘禁单原子(离子)与光耦合体系量子态的操纵和国家自然科学基金委的资助。


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