利用超冷分子阱中的冷里德伯原子进行射频场量子传感
原子物理
2026-08-07 v1
摘要
我们展示了基于超冷分子阱中冷里德伯原子的射频场量子传感，无需磁线圈。我们的方法将冷原子的计量学优势与无金属介电传感器头相结合，最大限度地减少对电磁环境的扰动，这一特性以前仅限于基于蒸气池的器件。此外，无感负载允许在冷却阶段和里德伯激发之间快速切换，从而产生比传统磁光阱窄一个数量级的阱损光谱信号。这使得自校准微波功率测量具有前所未有的43dB动态范围，为校准测量应用开辟了新的前景。我们还报告了优于1%的标度因子线性度、数十分钟内无漂移（导致3V/cm的分辨率），以及恢复所施加微波场椭圆率的可能性。通过在紧凑的介电传感器头中演示冷原子计量平台，这项工作为里德伯原子射频测量领域以及基于冷原子的其他量子传感领域（如磁力测量、重力测量或惯性导航）的新应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2608.07260,
title = {Quantum sensing of radiofrequency fields using cold Rydberg atoms in a super-molasses trap},
author = {Romain Granier and Anthony El Bekai and Miguel Angel Cifuentes Marín and Cédric Blanchard and Nassim Zahzam and Yannick Bidel and Alexandre Bresson and Vilius Atkočius and Chester Camm and Florence Concepcion and Konstantinos Karakostas and Matt Himsworth and Alexander Jantzen and Alexis Bonnin and Sylvain Schwartz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2608.07260},
year = {2026}
}