通过拉曼跃迁探测玻色气体的热原子

我们通过两个超精细能级之间的拉曼跃迁，探索了有限温度下玻色凝聚原子气体的多体物理。与观察到类声子集体激发的布拉格散射不同，我们在拉曼散射中从理论上发现了一种不同的热原子激发支。该激发在广义随机相位近似 (GRPA) 中被预言，具有能隙和抛物线型色散关系。能隙能量源于交换相互作用，并在拉曼跃迁过程中释放。散射率由跃迁频率 $\omega$ 和转移动量 $\vc{q}$ 决定，并在该能隙附近显示出相应的共振。然而，拉曼散射过程受到气体超流部分的衰减。凝聚体的宏观波函数会改变其形状，以在局部屏蔽拉曼光束所呈现的外势。对于凝聚原子跃迁，这种屏蔽是完全的，旨在防止凝聚体发生非相干散射。对该结果的实验观测将解释超流凝聚体为何能与其周围环境无摩擦地相干运动的部分原因。