在贝塞尔光束中操控中性粒子：从环、固定螺旋线到三维陷阱

本文考虑了中性、可极化原子（本工作中亦称中性粒子）在贝塞尔光束场中的运动。通过数值方法表明，贝塞尔环（即高能量集中区域）可以捕获具有正极化率的粒子（红失谐光束中的原子）。这种捕获仅发生在垂直于波传播的平面内，而沿光束方向的运动不受限制。当该光束与同频率、同向传播的平面波叠加时，粒子沿固定于空间的螺旋线被导引。这些螺旋线的形状取决于表征电磁场的参数，而与导引粒子的初始状态无关。根据贝塞尔光束的涡旋性，这些螺旋线可呈左手或右手螺旋。在零涡旋的特殊情况下，螺旋线退化为真正的、可作为$3D$陷阱的三维环。所出现的势谷结构可用于并行导引或捕获多个独立原子，每个原子位于其自身的陷阱中。