光阱中单带电纳米粒子的电反馈冷却

我们展示了通过对与其光学观测运动同步的振荡电场，在三维中将单带电纳米粒子的质心运动反馈冷却至毫开尔文温度。弱反馈下的观测运动温度与一个简单模型相符，并使我们能够估算被俘获纳米粒子的电荷数。基于恒定电场引起的振荡频率偏移对电荷数的独立测量，证实了我们的模型与实验之间的一致性。在 $4 \times 10^{-3}$ Pa 下演示的低于 10 mK 的温度，比该压强下传统光学冷却方法低一至两个数量级。我们的结果为操控冷带电纳米粒子奠定了基础，并为在近基态下对俘获纳米粒子进行量子力学研究铺平了道路。