反馈冷却玻色气体至量子简并

简并量子气体在推进多体量子物理和支撑新兴精密传感技术方面具有重要作用。所有最先进实验都使用蒸发冷却来达到量子简并所需的极低温，然而蒸发冷却极具损耗性：超过99.9%的气体被丢弃。这种最终粒子数限制制约了成像分辨率、气体寿命以及利用宏观量子相干的应用。在此我们展示原子玻色气体可利用实时反馈冷却至量子简并，这是一种全新的方法，不受蒸发冷却的同样限制。通过新颖的量子场模拟和标度论证，我们证明初始低凝聚体分数的热玻色气体可通过反馈控制冷却为高纯度玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)，其原子损耗远小于蒸发冷却。反馈冷却的优势被发现对不完美探测、控制和测量的有限分辨率、控制回路中的时间延迟以及自发发射均具有鲁棒性。利用反馈冷却产生具有高相干性和低熵的简并源，为精密测量、原子电子学以及少体和多体量子物理提供了新能力。