冷原子摇摆棘轮中的动力学稳定与输运相干性

正如最近几项实验所证明的，光学晶格中的冷原子已成为研究棘轮效应的理想系统。在这项工作中，我们从理论上分析了冷原子棘轮中交流驱动输运的两个方面。我们首先探讨交流驱动冷原子棘轮是否以及能在多大程度上作为马达运行。因此，我们理论上研究了一种耗散型冷原子马达，该马达是通过在1D非绝热驱动的摇摆棘轮上增加一个负载而获得的。我们证明，即使在存在负载的情况下也能产生电流，即棘轮装置可以作为马达运行。相应地，我们确定了马达的失速力，它表征了装置可作为马达运行的负载范围，以及微分迁移率，它表征了对负载大小变化的响应。其次，我们将交流驱动棘轮装置中的输运结果与直流驱动系统中的输运进行了比较。我们观察到一个奇特的现象：双谐波交流力稳定了动力学，使得在比直流偏置可能实现的动量范围大得多的范围内产生均匀的定向运动。我们通过观察到非绝热交流驱动拓宽了有效冷却动量范围，并迫使原子轨迹覆盖该区域，从而解释了这种动力学稳定。因此，系统可以耗散能量并维持稳态能量平衡。我们的结果表明，在有限范围的速度相关摩擦情况下，与纯偏置系统相比，棘轮装置可能提供在更宽动量范围内控制粒子运动的可能性，尽管这是以降低相干性为代价的。