开发仿真工具研究由偶极振荡与重力下垂驱动的囚禁两态玻色-爱因斯坦凝聚体拉姆齐干涉仪

我们提出并探索一种由偶极振荡与重力下垂驱动的囚禁两态玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）新型拉姆齐干涉仪的可行性。该BEC在纯雪茄形压缩磁阱（CMT）中由$^{87}Rb$原子在$5 ^2S_{\frac{1}{2}}$基态的$\vert F=2, m_F=+2 \rangle$ $(\vert +2 \rangle)$态稀原子云形成。此处，拉姆齐干涉测量使用$\vert F=2, m_F=+1 \rangle$ $(\vert +1 \rangle)$态与$\vert +2 \rangle$态进行。所提干涉仪利用原子对谐振子囚禁势的响应以及因$m_F$态变化引起的重力下垂。简言之，态$\vert +1 \rangle$经历较浅的径向阱与较大的重力下垂；而态$\vert +2 \rangle$经历较紧的径向阱且其重力下垂为态$\vert +1 \rangle$的一半。因此，$\vert +1 \rangle$与$\vert +2 \rangle$态间的叠加经历多路径传播，产生干涉图样。这可用于测量局部引力场与测量态间散射长度。本文报道了一种通过两能级系统结合Gross-Pitaevskii方程（GPE）建立的理论框架。此外，报道了通过MATLAB中GPELabs开发探索所述干涉仪的仿真工具，以及关键见解与发现。