扭曲光与自由扭曲原子的相互作用
该研究团队探究了结构化光与原子间的吸收和散射过程,将光子和原子质心处理为空间局域化的波包。研究表明:在正面碰撞中,当碰撞参数b小于原子横向相干长度σ(纳米至亚微米尺度)时,涡旋光子能以近乎完美的效率将轨道角动量(OAM)传递给原子质心。较大偏移量会导致平均OAM位移和有限方差,二者均由b/σ比值调控。光的波包特性可实现违反标准选择规则的电子跃迁,但仍遵循偶极跃迁占主导的清晰层级结构。对于飞秒脉冲而言,光子有限的空间相干性会导致可测量的共振吸收线形变。该工作首次展示了原子在光子涡旋附近发生的横向反冲现象(称为"超级反冲"),以及其双重效应——当初始扭曲的原子波包吸收高斯光子时产生的"自反冲"效应。这些现象可通过结构化光结合冷原子束和潘宁阱中的离子实现实验观测,为可控生成和操纵非高斯原子波包提供了新途径。

