中性镱原子同位素无关的基态运动冷却
在量子模拟、计算和计量学应用中,实现运动自由度的高保真高效基态冷却至关重要。该研究团队在超窄线宽钟跃迁上,对二维和三维魔幻波长光晶格中的镱-171(费米子)和镱-174(玻色子)原子实现了直接基态冷却。该技术的高光谱分辨率使达到极低温成为可能。为确保高效冷却,研究人员开发了 chirped 边带冷却方案——通过扫描钟激光频率来抵消空间阱不均匀性的影响,并将边带光谱理论模型推广至更高维晶格以实现精确温度测量。实验测得镱-171原子在二维晶格中的基态占比达97%,平均运动量子数低至0.015,并与镱-174原子实现了直接性能对比(获得相近冷却效果)。当将该方案应用于三维系统时,受垂直方向层间不均匀性限制,平均运动量子数为0.15。这些成果不仅证实了光晶格中运动基态冷却的高效性,更为关键的是为玻色型碱土(类)原子——这类其他冷却方法不适用的体系,开辟了中性原子量子科学应用的新路径。
