武漢物數所最新研究實現“瓶”裝單原子

　　近日，中科院武漢物理與數學研究所波譜與原子分子物理國家重點實驗室詹明生研究組取得最新研究進展——瓶狀藍失諧光偶極阱囚禁單個原子。這是該研究組在中性單原子囚禁領域繼紅失諧阱囚禁單原子和旋轉單原子后取得的又一重要進展。該研究成果已于近期發表在美國光學學會期刊Optics Letters [Vol. 35 , 2164–2166 (2010)]上。

　　現在國際上單個原子大都采用聚焦高斯光束在焦點處形成紅失諧偶極阱以實現囚禁。但因為原子被束縛在光強最強的地方，所以光子散射率較高，不利于量子態的保存。相對來說，藍失諧阱中原子被囚禁在光強最弱的地方，因此量子態退相干時間更長。

　　在最新研究中，研究組成員許鵬和何曉東等人利用空間光調制器調節相對于銣原子藍失諧的激光的位相，實現了在聚焦點處光強分布為中空的瓶狀光束，并使得中空的區域滿足“碰撞阻塞條件”，這樣在磁光阱共振光的幫助下，兩個及更多的原子將不能被偶極阱穩定地束縛，也就意味著該阱最多只能囚禁一個原子。

　　實驗還觀察到了原子熒光的的臺階信號，并測得在該阱中單個原子生存的壽命可達3.6s。相對于其他在光晶格和腔中的藍失諧單原子阱，該方法具有更易尋址和更易于集成的優點，且可以在空間自由移動。