通过共振电荷交换冷却囚禁离子

两种最广泛使用的离子冷却方法是激光冷却和通过弹性碰撞（ECs）实现的协同冷却。本文我们展示了另一种基于囚禁离子与超冷母原子之间共振电荷交换（RCE）的离子冷却方法。具体而言，囚禁的Cs$^{+}$离子分别通过与共同囚禁的超冷Cs原子和超冷Rb原子碰撞进行冷却。我们观察到，Cs原子对Cs$^{+}$离子的冷却比Rb原子对Cs$^{+}$离子的冷却更高效。这表明在Cs-Cs$^{+}$情形中，除了弹性离子-原子碰撞通道外，还存在一种冷却机制，即通过RCE进行冷却。实验测定了RCE冷却的效率，发现每次碰撞的冷却效率比EC冷却高出两个数量级。该结果为未来研究原子-离子混合系统中通过电子跳跃进行的电荷输运提供了实验基础。