通过光晶格中的可控非绝热动力学实现玻色-爱因斯坦凝聚体的快速动量选择性输运

该研究团队提出了一种针对一维光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的动量选择输运方案,通过可控非绝热动力学实现了窄动量分布。该方案包括三个步骤:非绝热晶格加载、对称梯形加速曲线驱动的相干加速,以及非绝热自由空间释放。基于含时Gross-Pitaevskii方程的数值模拟显示,位点内呼吸动力学是决定快速加载条件下光谱纯度的主导机制。研究人员通过追踪凝聚体空间宽度演化,发现其与最终动量分布存在直接关联。采用高斯试探函数的变分模型定量重现了观测到的动力学行为,并揭示了呼吸机制的物理本质。特别值得关注的是,该工作发现了与呼吸振荡周期同步的“魔数时间”——当加载或加速持续时间匹配该特征周期时(最短可达100微秒),即使采用非绝热方案也能获得准单色动量分布,这为突破绝热方案速度极限的相干输运提供了新路径。该成果对时间精度要求严苛的量子传感器应用具有特殊价值。
提交arXiv: 2025-09-19 19:15

量科快讯