利用散射长度与势形控制实现皮开尔文能级的物波准直

原子干涉仪的灵敏度取决于其实现长脉冲分离时间、并通过物波准直限制干涉仪光束内原子系综的膨胀以防止对比度损失的能力。在此,我们通过在具有不同散射长度的 $^{39}$K 玻色-爱因斯坦凝聚体上施加透镜协议,研究原子相互作用对准直的影响。通过调控相互作用,我们在一个方向上测得对应于 $340 \pm 12$ pK 的能量。我们的结果得到精确模拟的支持,该模拟使我们外推得到 $438 \pm 77$ pK 的二维弹道膨胀能量。基于我们的发现,我们提出了一种进阶方案,通过实施额外的脉冲 delta-kick 实现低于 $16$ pK 的三维膨胀能量。我们的结果为在典型偶极阱装置中实现拥有超过 $1\times10^5$ 个原子、三维能量处于两位数 pK 范围的系综铺平了道路,而无需微重力或长基线环境。