光阱中中性原子的单光子边带冷却前景

我们提出了一种新颖的冷却方案，用于在态依赖光势中囚禁的粒子上实现单光子边带冷却。我们从第一性原理模型推导了主速率方程，发现在实验可行的条件下，通过对冷却激光施加频率扫描以依次冷却所有运动态，可以大幅降低振动能级的平均占据数。值得注意的是，当粒子在其内态基态中经历的囚禁比激发态更深时，该冷却方案仍然有效，而这是常规单光子边带冷却无法工作的条件。在我们的分析中，我们考虑了两种情况：囚禁在光镊中的两能级粒子和囚禁在光学晶格中的 Li 原子，并找到了两种情况下高效冷却的条件。该模型的结果通过对系统哈密顿量的全量子蒙特卡洛模拟得到证实。我们的发现提供了一种替代冷却方案，原则上可应用于任何囚禁在态依赖光势中的粒子，例如原子、分子或离子。