中性原子的双阱磁囚禁及其应用

中性原子的双阱磁囚禁及其应用

胡建军[1]2002年在《中性原子的双阱磁囚禁及其应用》文中认为由于塞曼效应,中性原子的磁囚禁原理是基于原子的磁偶极矩与磁阱的非均匀磁场之间的相互作用势;当相互作用势为负时,原子将受到一个吸引力的作用,处于强场搜寻态的原子将被吸引到磁场最大的囚禁中心(交流磁囚禁);而当相互作用势为正时,原子将受到一个排斥力的作用,处于弱场搜寻态的原子将被推向磁场最小的囚禁中心(静磁囚禁),从而实现冷原子的叁维磁囚禁。 本文提出了采用载流导线实现冷原子磁囚禁的四种新颖的双阱方案:(1)双Ioffe型磁囚禁,(2)双Z型导线磁囚禁,(3)双U-Z型导线磁囚禁和(4)双U-U型导线磁囚禁,详细计算了上述磁阱的磁场及其梯度与曲率的空间分布,并讨论了实现冷原子双阱磁囚禁的实验可行性。我们的研究表明上述双磁阱可分别用于实现两种不同原子的磁囚禁或磁光囚禁,且当上述方案中某一导线中的电流大小改变时,每个双磁阱可连续转变为一个单磁阱,以便用于双样品原子的冷碰撞或原子物质波干涉的实验研究等。进一步的研究发现:当囚禁系统的特征长度为200 μm,导线电流为0.2A时,双Ioffe型磁阱和双Z型导线磁阱中心的磁场梯度和曲率的典型值分别为2.0×10~3G/cm和1.0×10~5G/cm~2,这远远高于BEC实验中宏观磁阱中心的磁场梯度及其曲率,为双样品原子的微阱玻色—爱因斯坦凝聚(BEC)的实现提供了理论依据; 由于双Ioffe型磁阱和双Z型导线磁阱的中心磁场强度都是非零最小值,不存在Majonara跃迁,可望获得足够高的原子密度,故它们不仅可用于研究双样品原子间的冷碰撞,而且还可用于实现双样品的BEC或研究双样品BEC的性质;而双U-Z型导线磁囚禁和双U-U型导线磁囚禁的中心磁场强度都为零,存在着严重的Majonara跃迁,限制了磁阱中原子密度的提高,因而它们仅能用于实现双样品的磁光囚禁(MOT)或用于研究不同原子之间的冷碰撞性质。研究表明当导线中的电流为600A,偏置磁场为40G时,双U-Z型导线磁阱或双U-U型导线磁阱中心的磁场梯度约15~25G/cm,双MOT中所能俘获的原子数约为10~6量级(弱光近似下),相应的MOT温度约为266μK,这与标准MOT中的囚禁原子数及其原子冷却温度差不多。

胡建军, 印建平[2]2002年在《中性原子的双阱磁囚禁及其应用》文中研究说明本文提出了四种采用载流导线实现冷原子双阱磁囚禁的新颖方案:(1)双loffe型磁囚禁,(2 )双Z型导线磁囚禁,(3)双U -Z型导线磁囚禁和(4)双U -U型导线磁囚禁,详细计算了上述磁阱的磁场及其梯度与曲率的空间分布,并分析了实现冷原子双阱磁囚禁的实

吴明眼[3]2011年在《#-形载流导线加偏磁场可控原子磁囚禁》文中进行了进一步梳理由于塞曼效应,中性原子的磁囚禁原理是基于原子的磁偶极矩与磁阱的非均匀磁场之间的相互作用势;当相互作用势为负时,原子将受到一个吸引力的作用,处于强场搜寻态的原子将被吸引到磁场最大的囚禁中心(交流磁囚禁);而当相互作用势为正时,原子将受到一个排斥力的作用,处于弱场搜寻态的原子将被推向磁场最小的囚禁中心(静磁囚禁),从而实现冷原子的叁维磁囚禁。本文提出了一种新颖的采用#形载流导线加偏磁场相互作用的实现中性冷原子磁囚禁的双阱或四阱方案:通过改变外加偏磁场的大小与方向,可将囚禁中心由一个分裂为两个或四个,反之亦然。详细计算和分析了上述载流导线磁场的空间分布,研究发现在导线中通以较小的电流并附加一定的偏置磁场,即可在基底表面上方50微米附近产生磁场零点或磁场最小值。并且通过改变外加偏置磁场的大小和方向,即可实现中性冷原子的双阱磁囚禁或四阱磁囚禁。最后,采用经典Monte-Carlo方法,模拟了冷原子团磁囚禁的动力学过程,验证了本方案双阱磁囚禁或四阱磁囚禁的可行性。所以,本文提出的该方案不仅适用于制备双样品或四样品磁光囚禁(MOT),还可用于研究中性原子的冷碰撞等。

胡建军, 印建平[4]2002年在《中性原子的双阱磁囚禁及其应用》文中研究说明本文提出了四种采用载流导线实现冷原子双阱磁囚禁的新颖方案 :(1)双loffe型磁囚禁 ,(2 )双Z型导线磁囚禁 ,(3)双U -Z型导线磁囚禁和 (4)双U -U型导线磁囚禁 ,详细计算了上述磁阱的磁场及其梯度与曲率的空间分布 ,并分析了实现冷原子双

参考文献:

[1]. 中性原子的双阱磁囚禁及其应用[D]. 胡建军. 苏州大学. 2002

[2]. 中性原子的双阱磁囚禁及其应用[C]. 胡建军, 印建平. 第十届全国量子光学学术报告会论文论文集. 2002

[3]. #-形载流导线加偏磁场可控原子磁囚禁[D]. 吴明眼. 苏州大学. 2011

[4]. 中性原子的双阱磁囚禁及其应用[J]. 胡建军, 印建平. 量子光学学报. 2002

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