通过耦合冷原子气体模拟光悬浮磁性纳米颗粒的协同冷却

提出了一种冷却光悬浮磁性纳米颗粒平动运动的方案。该理论冷却方案涉及以自旋极化原子气体对铁磁性YIG纳米球进行协同冷却。颗粒与原子云之间的耦合通过磁偶极-偶极相互作用介导。当颗粒与原子振荡相对于其间距较小时，相互作用势主要呈线性，这使得颗粒能够与$N$个原子交换能量。在原子被连续多普勒冷却的同时，纳米颗粒的运动因与原子交换能量而能够移除能量。通过模拟完整的$N+1$个运动方程，研究了三种原子(Dy、Cr、Rb)从纳米颗粒运动中移除能量的速率，发现其依赖于系统参数，且标度关系与简化模型一致。由协同冷却引起的纳米颗粒阻尼率可与常用冷却方法相竞争，并有望超越常用冷却方法。