在 Li-Yb$^+$ 混合体系中达到量子 regime 的前景

我们对被冷 $^6$Li 原子云缓冲气冷却的囚禁 $^{171}$Yb$^+$ 离子进行了数值模拟。该物种组合被认为是在 Paul 阱中实现相互作用原子与离子量子 regime 最有前景的体系。在经典处理原子与离子时，我们算得碰撞能量确实在完美线性 Paul 阱中低于量子极限。我们分析了引起额外微运动的离子阱不完善性之影响。发现达到量子极限所需的额外微运动抑制应在实验可及范围内。的确，尽管要求严苛，但不过分，且处于文献报道值之内。我们分析了实验装置中额外微运动的探测与抑制。将所得实验参数用于模拟，算得碰撞能量比量子极限大 2–11 倍，表明需在微运动探测与补偿上改进。我们还分析了线性与二维离子晶体的缓冲气冷却。发现在现实实验条件下，缓冲气冷却后离子运动本征模中储存的能量可达 10–100 $\mu$K。有趣的是，并非所有本征模都被缓冲气冷却到相同能量。结果表明，通过对实验适度改进，研究量子 regime 下的原子-离子混合物即可实现，从而允许对囚禁离子量子平台进行缓冲气冷却，并研究原子-离子 Feshbach 共振的出现。