通过法拉第旋转涨落探测冷原子中的自旋相干性

我们报道利用色散型法拉第旋转涨落测量对非共振驱动冷原子系综中的自旋相干性进行非侵入式探测，这为探测量子气体及其他类似系统中的自旋关联开辟了新可能。我们展示了相比传统热平衡原子的自旋噪声谱，测量信号强度增强了五个数量级。我们的观测结果与对不同温度下驱动原子的全面理论建模吻合良好。在原子数密度 $\sim$10$^9/$cm$^3$、150 $\mu$K 下提取的冷铷原子自旋弛豫率约为 2$\pi\times$0.5 kHz，比原子数密度 $\sim$10$^{12}/$cm$^3$、373 K 的热原子蒸气之 $\sim$ 2$\pi\times$50 kHz 低两个数量级。