原子-离子非平衡协同冷却的直接观测
原子物理
2018-08-08 v1 量子气体
量子物理
摘要
协同冷却是系统与一个较冷浴之间的能量交换过程。我们在一个原子-离子实验中研究这一基本过程，其中系统由单个离子组成，该离子囚禁于射频Paul阱中，并制备在约200 K的相干态，而浴为温度在 K量级的超冷原子云。我们在两个不同 regime 下，通过单次能量测量直接观测了一次至数次碰撞期间的协同冷却动力学。在一种 regime 中，碰撞主要冷却系统，动量传递极为高效，仅数次碰撞即实现冷却。在另一种 regime 中，由于离子阱振荡电场存在下原子-离子碰撞的非平衡动力学，碰撞既可冷却也可加热系统。尽管我们的多数观测结果与硬球（Langevin）碰撞的分子动力学模拟吻合良好，但对散射角分布的测量揭示了超出Langevin模型的前向散射（掠射）碰撞。本工作为利用可控良好的原子-离子系统进一步研究非平衡与碰撞动力学铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1801.06839,
title = {Direct observation of atom-ion non-equilibrium sympathetic cooling},
author = {Ziv Meir and Meirav Pinkas and Tomas Sikorsky and Ruti Ben-shlomi and Nitzan Akerman and Roee Ozeri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.06839},
year = {2018}
}