近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所航天激光工程部劉亮研究員團(tuán)隊展示了原子的一維漫反射激光冷卻，相關(guān)結(jié)果以“Quasi-one-dimensional diffuse laser cooling of atoms”為題發(fā)表在Physical Review A 上。 ?|hYtV  
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激光冷卻中性原子自1975年提出以來得到了迅速的發(fā)展，目前冷原子在國際上許多實驗室中被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)物理、現(xiàn)代計量、量子傳感、精密測量、空間技術(shù)等領(lǐng)域。激光冷卻原子的典型結(jié)構(gòu)包括磁光阱和光學(xué)粘膠。這兩種方法都需要對三對相向傳播激光束的傳播方向、偏振和功率進(jìn)行嚴(yán)格的校準(zhǔn)，磁光阱還需要一對反亥姆霍茲線圈來捕獲冷原子。然而，基于它們的冷卻原理，磁光阱和光學(xué)粘膠中冷原子的數(shù)目和尺寸都是有限的，冷原子數(shù)通常約為109，體積大約1cm3。 (f"LD8MJ/  
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王育竹院士于1979年提出了第三種方法——漫反射激光冷卻，近年來在原子鐘上獲得了成功的應(yīng)用，引起了人們廣泛的關(guān)注。這種原子鐘利用漫反射激光冷卻的原子在球形或圓柱形微波腔內(nèi)作為時鐘介質(zhì)。漫反射激光冷卻不需要對準(zhǔn)任何激光束，從而使激光冷卻簡單和可靠。它在微波腔中的成功應(yīng)用表明，該方法可以推廣到許多其他形狀的冷原子團(tuán)。 *'@T+$3s  
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研究團(tuán)隊用一個長105 cm，直徑2cm的真空玻璃管來產(chǎn)生冷原子，如圖1的上半部分所示。圖1的下半部分展示了在軸向上均勻分布的87Rb冷原子樣品，其光學(xué)厚度大于4，溫度約為25μK。首次在實驗中實現(xiàn)了米長度尺寸的冷原子系綜。與磁光阱和光學(xué)粘膠相比，這是一個極大的增長。令人值得注意的是，它的長度可以延伸到千米量級甚至更長，而且它還可以產(chǎn)生二維冷原子。漫反射激光冷卻的真空氣室原則上可以為任何形狀、任何大小，而這種特性只有在漫反射激光冷卻中才能實現(xiàn)。 (x[z=_I%`  
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漫反射激光冷卻為冷原子的更廣泛應(yīng)用打開了大門。例如，可以構(gòu)建一個基于冷原子的大面積量子探測器，它可以在大范圍內(nèi)同時感知信號，這將大大提高檢測的時間和空間分辨率。漫反射激光冷卻在未來的量子傳感中具有巨大的潛力，這項工作是激光冷卻中性原子的一個重要里程碑。 ~NK|q5(I  
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原文鏈接：https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.105.033110