我国研制成铯原子喷泉钟
本报讯：日前从科技部获悉，我国通过与多个国家进行科技合作，成功研发出铯原子喷泉钟，使我
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随着现代科技的高速发展,光学测量作为最灵敏的探测手段已经广泛应用到微弱信号检测的许多领域,而且经过长时间的发展,在许多方面已经达到或者接近量子噪声水平。要进一步提高测量精度或者灵敏度,寻求突破量子噪声极限就成为越来越重要的研究课题。突破光的量子噪声极限的一个有效方法是利用压缩态非经典光场。对应于碱金属原子吸收线的压缩态光场可以广泛应用于量子光学的诸多研究领域中,如量子存储、光与原子相互作用、原子系综之间的纠缠、超越经典极限的光谱测量以及提高某些物理量的测量精度等等。实验中,一方面需要提高压缩态光场的压缩度,可以应用于更精确的科研领域。另一方面,因为特定被测物理量的需要,对压缩光的测量频率也提出了要求。比如在弱磁场以及引力波探测中,往往需要在极低的频率上(Hz量级)进行测量。在如此低频率上制备压缩光需要克服很多的技术噪声,面临很大的挑战。基于此,本文主要利用PPKTP晶体的二阶非线性效应,开展了对应于铯原子D2线低频压缩真空光场产...
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用量子力学去解释光、物质及其相互作用为操控光和物质的量子态开辟了新的途径。它让我们对量子物理有了更广泛的理解,由量子规则所控制的更先进技术也逐渐呈现出来。操控光和物质的量子态是当代物理的一项挑战。各种技术正在被用来控制光与物质相互作用,包括冷原子物理,腔量子电动力学(腔QED),集体超辐射发射等。本文中我们使用了纳米光纤实现了对光场的修饰,使光场呈现一种特殊的分布。光学纳米纤维因束腰部分的直径在亚波长范围,具有高功率密度,超低的饱和光强等优点,因此在光学耦合器件,光学操控以及量子存储方面具有广泛的应用。光学纳米纤维对光场具有极强的束缚能力,在其表面会形成光学消逝场。人们利用这一特性观察到了纳米光纤的电磁诱导透明现象,双光子跃迁以及全光学调制等。本文主要利用了纳米光纤对光场的强束缚能力研究了光学纳米纤维上光与原子的相互作用,主要包含纳米光纤上铯原子的吸收饱和效应,铯原子塞曼频移的测量。基于纳米光纤高功率密度的优点,我们只需要纳瓦量...
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上世纪末,碱金属中性原子的玻色爱因斯坦凝聚(BEC)和费米气体量子简并(DFG)的相继实现,超冷原子物理成为物理学前沿的研究热点。超冷原子样品在各种各样的物理问题中扮演着重要的角色(包括精密测量、量子信息处理以及量子模拟等)。人们期待在超冷分子系统中也可以取得同样的成就,由于超冷分子在本质上与传统的分子有差异,能级结构复杂,偶极-偶极相互作用容易被调控,振转自由度丰富等一系列特性,超冷分子也展现了令人憧憬的前景。在光缔合理论提出不久后,超冷碱金属分子先后在实验上获得,很好地验证了光缔合理论。最重要的是,2008年美国实验天体物理联合研究所的叶军教授小组通过受激拉曼绝热转移实现了40K87Rb分子到振转基态,为基态分子的研究提供了新的思路。虽然科学家产生、俘获和操控超冷分子的目标是各式各样的,以及跨学科的,但是他们制备分子的途径基本是一致的,一般采用光缔合(photoassociation,PA)和Feshbach共振的方法。本文...
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随着激光冷却技术的发展,超冷原子的微观俘获与操控成为了当前热门研究之一,为原子分子光物理研究提供了新的技术和方法。在获得超冷原子样品的基础上,通过蒸发冷却制备了更低温的原子样品,即玻色爱因斯坦凝聚和量子简并费米气体,在精密测量、人工规范场等研究领域取得至关重要的应用。为了获得温度足够低的原子样品并对其进行精密的操控和实验研究,需将原子高效的装载到一个磁、光或磁光混合的势阱中。大多数实验研究中,人们都尽可能将原子装载到大体积交叉光学偶极阱中。然而,由于一些原子质量较大,在装入光学偶极阱时需用到磁悬浮的方法来补偿其竖直方向上的重力,从而抵消由重力引起的反俘获势,获得更高的装载率。目前,国际上已有很多小组利用此方法将超冷原子装载到光学偶极阱中,并通过蒸发冷却获得玻色爱因斯坦凝聚。特别地,对于质量大且具有特殊碰撞性质的铯原子,更需要利用磁悬浮的方法将其高效的装载到光学偶极阱中。但在磁悬浮光学偶极阱装载过程中存在磁场线圈电流加载延时的问题...
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里德堡原子具有较长的寿命、较大的极化率、较小的结合能、以及原子间很强的长程相互作用等奇特性质,这使得里德堡原子成为物理和化学等领域的研究热点。里德堡三能级阶梯型EIT将里德堡原子的性质通过光场得以表现,使得以光场探测为基础的里德堡原子EIT效应在微波电场测量、量子计算机、单光子源以及量子纠缠等方面具有广阔的应用前景。由于在里德堡EIT的实验过程中,原子始终处于束缚态,这就为研究里德堡原子的性质提供了一种全新的、无损的探测手段,也提供了一种测量里德堡原子间相互作用的方法。俘获损耗光谱(Trap loss spectroscopy)技术是超冷分子光谱研究领域常用的一种测量手段,特别是在通过光缔合效应产生超冷分子的过程中,已经实现超冷分子振转能级光谱的高分辨测量、铯原子-分子超精细跃迁的二极管激光器绝对频率的稳定、分子转动系数测量等。将俘获损耗光谱(Trap loss spectroscopy)技术用来研究里德堡原子,为探究里德堡原子...
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