超冷分子的碰撞冷却
量子气体
2024-10-17 v4 原子物理
化学物理
摘要
自玻色-爱因斯坦凝聚的原创工作以来，原子的量子简并气体使得能够从凝聚态与核物理中量子模拟重要系统，以及研究在其他物理领域无类比的新型多体态。得益于相比原子更丰富的内部自由度，微开尔文与纳开尔文 regime 下的超冷分子有望为量子模拟与量子计算带来强大的新能力。它们也为精密测量与量子化学研究开辟了新可能。原子的量子气体由基于碰撞的冷却方案(如蒸发冷却)实现。对于超冷分子，热化与碰撞冷却尚未实现。借助超声射流与低温缓冲气体等其他技术，研究仅限于高于10 mK的温度。本文中，我们展示通过NaLi分子与超冷Na原子(均制备于其拉伸超精细自旋态)的碰撞，在微开与纳开温度下冷却NaLi分子。我们发现分子与原子间弹性与非弹性碰撞比的下界大于50——足以支撑持续碰撞冷却。通过采用两级蒸发，我们将分子的相空间密度(PSD)提升20倍，实现低至220 nK的温度。Na与NaLi混合物的有利碰撞特性对制备深层量子简并偶极分子极具前景，并暗示了在其他系统中此类冷却的潜力。
引用
@article{arxiv.1907.09630,
title = {Collisional Cooling of Ultracold Molecules},
author = {Hyungmok Son and Juliana J. Park and Wolfgang Ketterle and Alan O. Jamison},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.09630},
year = {2024}
}