50 纳米尺度上的原子物理：偶极原子双层系统的实现
量子气体
2023-02-15 v1 原子物理
摘要
原子物理极大地推动了量子科学的发展，主要得益于以高精度（常达量子极限）控制原子位置和内部量子态的能力。实现这一目标的主要工具是激光，它可以在空间中（例如光学镊子、光学晶格、一维管或二维平面中）对原子进行结构化与局域化。受光的衍射极限限制，大多数原子实验的自然长度尺度在 500 nm 量级或更大。在此，我们实现了一种新的超分辨技术，可将原子局域并排布在亚 50 nm 尺度上，且分辨率无基本限制。我们通过创建镝原子双层系统演示了该技朮，以亚 10 nm 分辨率绘制原子密度分布，并通过层间对称冷却与耦合集体激发观测到两个物理分离层之间的偶极相互作用。在 50 nm 处，偶极相互作用比在 500 nm 处强 1000 倍。对于光学镊子中的两个原子，这应能够实现 kHz 速度的纯磁偶极门。
引用
@article{arxiv.2302.07209,
title = {Atomic physics on a 50 nm scale: Realization of a bilayer system of dipolar atoms},
author = {Li Du and Pierre Barral and Michael Cantara and Julius de Hond and Yu-Kun Lu and Wolfgang Ketterle},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.07209},
year = {2023}
}