一维超冷原子速度选择的经典与量子分析

我们讨论了一种获取冷原子的速度选择技术，其中将所有低于某一能量的原子从周围原子云中空间地筛选出来。在某些情况下，速度选择比其它冷却技术更能高效地用于一维超冷原子云的准备。借助量子力学与经典模拟及理论，我们提出了一种利用偶极力势垒从磁捕获原子云中筛选最冷原子的方案。偶极势与磁势产生一个局域极小值，从而囚禁最冷的原子。该技术的一个独特优势在于所选原子样本的速度分布具有陡峭的截止。这种非热分布应可用于多种实验，包括所提出的原子隧穿及量子势散射研究。我们表明，当原子云的 rms 尺寸小于所选原子被囚禁的局域极小值小时，该速度选择技术在一维下比某些常用技术（如蒸发冷却）更高效。例如，一次模拟显示保留了近 6% 的原子，其温度比初始条件低 100 倍。