距离热表面300纳米处被光学俘获的原子的近基态冷却
2018-09-19
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与纳米光子结构发生耦合的激光冷却原子构成了探索光—物质相互作用新体制的强大研究平台。虽然这些系统中原子内部自由度的初始化已经可以实现，但是原子量子态的完全制备还需要在量子水平上控制原子的质心运动。
要实现这种控制并不是一个简单明了的过程，因为在环境气温下，原子与光子系统紧密相邻。近日，奥地利维也纳量子科学技术中心和德国柏林洪堡大学的联合研究团队展示了对单个中性铯原子的光学冷却，这些原子与光学纳米纤维中的光形成光学连接，这种冷却使得铯原子接近其三维运动的基态（即所谓近基态冷却）。这些原子被定域在距离热光纤表面小于300纳米的位置。研究人员通过进行简并拉曼冷却来实现原子基态的制备，并且通过分析外差荧光光谱信号来推断出原子温度。这里所用的冷却方法可以通过外部施加光场或导引光场来实现。另外，这种方法依赖于极化梯度，这在强约束导引光场中会自然而然地出现。因此，该方法能够在基于纳米光子结构的任意光阱中加以实施。
这项研究结果为研究一些新的物理效应提供了理想的起点，例如光诱导的自组织行为，新型光学力的测量，以及基于量子探测方法的纳米尺度热传递的研究。
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