玻色-爱因斯坦凝聚体的相干寿命的光学操控及其应用

摘要

原子玻色 -爱因斯坦凝聚体 (BEC)所展现出的宏观量子相干性在非线性原子光学、集成原子光学 ,以及高精密原子测量仪器 ,比如原子干涉仪 ,原子陀螺仪 ,原子钟等方面有着潜在的应用。然而 ,当前实验室中所实现的玻色 -爱因斯坦凝聚体由于存在环境及内禀消相干机制 ,如三体重组合碰撞等 ,其相干寿命仅仅在几秒到几分钟的范围。这样短的相干寿命是当前玻色 -爱因斯坦凝聚体向实际应用发展的一个瓶颈。在这篇论文里 ,我们将系统地介绍玻色 -爱因斯坦凝聚及冷原子物理领域的当前研究状况 ,进展以及存在的物理问题。在此基础上 ,我们将重点分析由于三体重组合引起的BEC内禀消相干性问题。同时 ,我们建议采用Raman双光子缔合技术 ,引入光学消相干操控机制 ,在BEC的相干与非相干通道之间建立相干重组的物理过程。通过详细的数值分析 ,我们显示Raman双光子缔合技术能够用来控制BEC由于三体重组合碰撞引起的消相干性 ,从而延长BEC的相干寿命。这一研究结果对于BEC的长期相干储存及在原子仪器 ,如原子钟等方面的应用具有重要的意义。