一种量子散射干涉仪

两个超冷原子的碰撞导致两种结果的一个量子力学叠加：每个原子不发生散射而继续运动，以及每个原子作为具有s波相移的球向外传波发生散射。s波相移的大小对原子间的相互作用非常敏感。量子散射及其 underlying 相移在当代原子物理的许多领域都至关重要，包括玻色-爱因斯坦凝聚体、简并费米气体、原子钟中的频移以及磁调谐Feshbach共振。迄今为止，精确测量量子散射相移一直是不可能的，因为在散射实验中，散射原子数依赖于s波相移以及无法精确测量的原子密度。在此我们展示一种全新的散射实验，以干涉方式探测单个原子的量子散射相移。通过对每个原子仅被散射的部分进行原子钟测量，我们以与密度无关的方式直接且精确地测量两个钟态的s波相移之差。我们的方法将给出最直接且最精确的超冷原子-原子相互作用测量，并将对基本常数的时间变化施加严格限制。