Пределы лазерного охлаждения легких щелочных металлов в полихроматическом световом поле

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработана модель лазерного охлаждения щелочных атомов в полихроматическом поле, с учетом реальной структуры атомных уровней. Модель апробирована на примере атома 6Li. Исследованы предельно достижимые температуры лазерного охлаждения легких щелочных атомов при различных поляризациях компонентов светового поля, и показана возможность охлаждения ниже доплеровского предела.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Р. Я. Ильенков

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук»

Автор, ответственный за переписку.
Email: ilenkov.roman@gmail.com
Россия, Новосибирск

О. Н. Прудников

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук»; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»

Email: ilenkov.roman@gmail.com
Россия, Новосибирск; Новосибирск

А. В. Тайченачев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук»; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»

Email: ilenkov.roman@gmail.com
Россия, Новосибирск; Новосибирск

В. И. Юдин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук»; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»

Email: ilenkov.roman@gmail.com
Россия, Новосибирск; Новосибирск

Список литературы

  1. Ludlow A.D., Boyd M.M., Ye J. et al. // Rev. Mod. Phys. 2015. V. 87. No. 2. P. 637.
  2. Тайченачев А.В., Юдин В.И., Багаев С.Н. // УФН. 2016. Т. 186. № 2. С. 193; Taichenachev A.V., Yudin V.I., Bagaev S.N. // Phys. Usp. 2016. V. 59. No. 2. P. 184.
  3. Marti G.E., Hutson R.B., Goban A. et al. // Phys. Rev. Lett. 2018. V. 120. No. 10. Art. No. 103201.
  4. Cornell E.A., Wieman C.E. // Rev. Mod. Phys. 2002. V. 74. No. 3 P. 875.
  5. Ketterle W. // Rev. Mod. Phys. 2002. V. 74. No. 4. P. 1131.
  6. Турлапов А.В. // Письма в ЖЭТФ. 2012. Т. 95. № 2. С. 104; Turlapov A.V. // JETP Lett. 2012. V. 95. No. 2. P. 96.
  7. Bongs K., Holynski M., Vovrosh J. et al. // Nature Rev. Phys. 2019. V. 1. No. 12. P. 731.
  8. Dang H.B., Maloof A.C., Romalis M.V. // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 97. No. 15. Art. No. 151110.
  9. Рябцев И.И., Колачевский Н.Н., Тайченачев А.В. // Квант. электрон. 2021. Т. 51. № 6. С. 463; Ryabtsev I.I., Kolachevsky N.N., Taichenachev A.V. // Quantum Electron. 2021. V. 51. No. 6. P. 463.
  10. Колачевский Н.Н., Хабарова К.Ю., Заливако И.В. и др. // Ракетно-косм. приборостр. и информ. сист. 2018. Т. 5. № 1. С. 13; Kolachevsky N.N., Khabarova K.Yu., Zalivako I.V. et al. // Rocket-Space Device Eng. Inform. Syst. 2018. V. 5. No. 1. P. 12.
  11. Minogin V.G., Letokhov V.S. Laser light pressure on atoms. New York: Gordon and Breach, 1987.
  12. Kazantsev A.P., Surdutovich G.I., Yakovlev V.P. Mechanical action of light on atoms. Singapore: World Scientific, 1990. 380 p.
  13. Metcalf H.J., Van der Straten P. Laser cooling and trapping. New York: Springer, 1990. 340 p.
  14. Dalibard J., Cohen-Tannoudji C. // J. Physics B. 1985. V. 18. No. 8. P. 1661.
  15. Javanainen J. // Phys. Rev. A. 1991. V. 44. No. 9. P. 5857.
  16. Dalibard J., Cohen-Tannoudji C. // J. Opt. Soc. Amer. B. 1989. V. 6. No. 11. P. 2023.
  17. Прудников О.Н., Тайченачев А.В., Тумайкин А.М., Юдин В.И. // ЖЭТФ. 1999. Т. 115. № 3. С. 791; Prudnikov O.N., Taichenachev A.V., Tumaikin A.M., Yudin V.I. // JETP. 1999. V. 88. No. 3. P. 433.
  18. Кирпичникова А.А., Прудников О.Н., Ильенков Р.Я. и др. // Квант. электрон. 2020. Т. 50. № 10. С. 939; Kirpichnikova A.A., Prudnikov O.N., Il’enkov R. Ya. et al. // Quantum Electron. 2020. V. 50. No. 10. P. 939.
  19. Riedmann M., Kelkar H., Wübbena T. et al. // Phys. Rev. A. 2012. V. 86. No. 4. Art. No. 043416.
  20. Hobson R., Bowden W., Vianello A. et al. // Phys. Rev. A. 2020. V. 101. No. 1. Art. No. 013420.
  21. Прудников О.Н., Тайченачев А.В., Юдин В.И. // Письма в ЖЭТФ. 2015. Т. 102. № 9. С. 660; Prudnikov O.N., Taichenachev A.V., Yudin V.I. // JETP Lett. 2015. V. 102. No. 9. P. 576.
  22. Kalganova E., Prudnikov O., Vishnyakova G. et al. // Phys. Rev. A. 2017. V. 96. No. 3. Art. No. 033418.
  23. Питаевский Л.П. // УФН. 1998. Т. 168. № 6. С. 641; Pitaevskii L.P. // Phys. Usp. 1998. V. 41. No. 6. P. 569.
  24. Каган М.Ю., Турлапов А.В. // УФН. 2019. Т. 189. № 3. С. 225; Kagan M.Yu., Turlapov A.V. // Phys. Usp. 2019. V. 62. No. 3. P. 215.
  25. Lin Z., Shimizu K., Zhan M. et al. // Japan. J. Appl. Phys. 1991. V. 30. No. 7B. Art. No. L1324.
  26. Burchianti A., Valtolina G., Seman J.A. et al. // Phys. Rev. A. 2014. V. 90. No. 4. Art. No. 043408.
  27. Mosk A., Jochim S., Moritz H. et al. // Opt. Lett. 2001. V. 26. No. 23. P. 1837.
  28. Grier A.T., Ferrier-Barbut I., Rem B.S. et al. // Phys. Rev. A. 2013. V. 87. No. 6. Art. No. 063411.
  29. Ильенков Р.Я., Кирпичникова А.А., Прудников О.Н. // Квант. электрон. 2022. Т. 52. № 2. С. 137; Il’enkov R.Ya., Kirpichnikova A.A., Prudnikov O.N. // Quantum Electron. 2022. V. 52. No. 2. P. 137.
  30. Yoo S.M., Javanainen J. // Phys. Rev. A. 1992. V. 45. No. 5. P. 3071.
  31. Прудников О.Н., Тайченачев А.В., Тумайкин А.М., Юдин В.И. // ЖЭТФ. 2004. Т. 125. № 3. С. 499; Prudnikov O.N., Taichenachev A.V., Tumaikin A.M., Yudin V.I. // JETP. 2004. V. 98. No. 3. P. 438.
  32. Безвербный А.В., Прудников О.Н., Тайченачев А.В. и др. // ЖЭТФ. 2003. Т. 123. № 3. С. 437; Bezverbnyi A.V., Prudnikov O.N., Taichenachev A.V. et al. // JETP. 2003. V. 96. No. 3. P. 383.
  33. Chang S., Minogin V. // Phys. Rep. 2002. V. 365. No. 2. P. 65.
  34. Adams C.S., Riis E. // Progr. Quantum. Electron. 1997. V. 21. No. 1. P. 1.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Атомная структура атомов 6Li.

Скачать (106KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости диссипативных световых сил от скорости атомов: (а) параметры полей S2 = S1 = 0.1, δ2 = δ1 = –1γ. Доплеровские эффекты приводят к охлаждению для всех скоростей; (б) параметры полей S2 = 1, S1 = 0.1, δ2 = δ1 = 3γ. Доплеровские эффекты приводят к нагреву атомов, однако наличие субдоплеровских механизмов трения позволяет реализовать охлаждение атомов с малыми скоростями.

Скачать (117KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Величина в единицах ℏγ для различных поляризационных конфигураций слабых охлаждающих световых полей: (а) σ+ — σ – поляризация для обоих компонент бихроматического поля; (б) поляризация для обоих компонент бихроматического поля; (в) σ+ — σ –поляризация поля, резонансного D2-линии, поляризация поля, резонансного D1-линии; (г) поляризация поля, резонансного D2-линии, σ+ — σ –поляризация поля, резонансного D1-линии; параметры задачи: S2 = S1 =0.1.

Скачать (606KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Величина в единицах ℏγ для различных поляризационных конфигураций сильных охлаждающих световых полей: (а) σ+ — σ – поляризация для обоих компонент бихроматического поля; (б) поляризация для обоих компонент бихроматического поля; (в) σ+ — σ – поляризация поля резонансного D2-линии, поляризация поля резонансного D1-линии; (г) поляризация поля резонансного D2-линии, σ+ — σ –поляризация поля резонансного D1-линии; параметры задачи: S2 = S1 =1.

Скачать (795KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Величина в единицах ℏγ для различных интенсивностей охлаждающих световых полей: (а) σ+ — σ – поляризация для обоих компонент бихроматического поля, S2 = 0.1, S1 = 1; (б) поляризация для обоих компонент бихроматического поля, S2 = 0.1, S1 = 1; (в) σ+ — σ – поляризация для обоих компонент бихроматического поля, S2 = 1, S1 = 0.1; (г) поляризация для обоих компонент бихроматического поля, S2 = 1, S1 = 0.1.

Скачать (704KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024