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Cavity-mediated collective laser-cooling of a non-interacting atomic gas inside an asymmetric trap to very low temperatures

机译:腔介导的集体激光冷却非相互作用的原子气体   在非对称陷阱内,温度非常低

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摘要

In this paper, we identify a many-particle phonon expectation value $\zeta$with the ability to induce collective dynamics in a non-interacting atomic gasinside an optical cavity. We then propose to utilise this expectation value toenhance the laser cooling of many atoms through a cyclic two-stage processwhich consists of cooling and displacement stages. During cooling stages, shortlaser pulses are applied. These use $\zeta$ as a resource and decrease thevibrational energy of the atomic gas by a fixed amount. Subsequent displacementstages use the asymmetry of the trapping potential to replenish themany-particle phonon expectation value $\zeta$. Alternating both stages of thecooling process is shown to transfer the atomic gas to a final temperaturewhich vanishes in the infinitely-many particle limit.
机译:在本文中,我们确定了一个多粒子声子期望值$ \ zeta $,它具有在光学腔内非相互作用原子气体中诱导集体动力学的能力。然后,我们提出利用该期望值通过循环两阶段过程(包括冷却和置换阶段)来增强许多原子的激光冷却。在冷却阶段,施加短脉冲激光。这些使用$ \ zeta $作为资源并将原子气体的振动能量降低固定量。随后的位移阶段使用俘获势的不对称来补充许多粒子声子的期望值$ \ zeta $。交替显示冷却过程的两个阶段可以将原子气转移到最终温度,该温度在无限多个颗粒极限内消失。

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