#形载流导线加偏磁场可控原子磁囚禁

摘要

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)，从而实现冷原子的三维磁囚禁。
　　 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。