文/陳根

根據(jù)交流斯塔克效應(yīng)，利用激光駐波場(chǎng)中原子感應(yīng)的偶極力能將中性冷原子囚禁在波長(zhǎng)尺度的范圍內(nèi)，當(dāng)激光頻率相對(duì)原子共振頻率是紅失諧(即負(fù)失諧)時(shí)，原子將被俘獲在駐波場(chǎng)的波腹處；反之，當(dāng)激光頻率為藍(lán)失諧時(shí)，原子將被囚禁在波節(jié)處。根據(jù)這一光學(xué)偶極囚禁原理，將冷原子裝載于多柬激光相互干涉形成的周期性網(wǎng)狀勢(shì)阱，即可實(shí)現(xiàn)冷原子的一維、二維或三維微光學(xué)囚禁，從而形成冷原子的空間周期性排列，類似于固體物理中的“晶體結(jié)構(gòu)”，為此人們稱之為“光學(xué)晶格”。

激光在這種晶格的構(gòu)造中起著關(guān)鍵作用。每個(gè)激光器都會(huì)產(chǎn)生具有嚴(yán)格定義的恒定參數(shù)的電磁波，幾乎可以任意修改。當(dāng)激光束正確匹配時(shí)，可以創(chuàng)建具有眾所周知特性的晶格。通過(guò)波的重疊，可以獲得最小的電勢(shì)，其布置使得能夠模擬從固態(tài)物理學(xué)中眾所周知的系統(tǒng)和模型。這種準(zhǔn)備好的系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是修改這些極小值的位置的相對(duì)簡(jiǎn)單的方法，這實(shí)際上意味著可以準(zhǔn)備各種類型的晶格。

近日，波蘭科學(xué)院核物理研究所的科學(xué)家稱，用適當(dāng)制備的光阱捕獲的超冷原子可以將自己排列成令人驚訝、復(fù)雜的，迄今尚未觀察到的結(jié)構(gòu)。根據(jù)他們最近的預(yù)測(cè)，光學(xué)晶格中的物質(zhì)應(yīng)以受控方式形成拉伸和不均勻的量子環(huán)。

該研究成果論文發(fā)表在《物理科學(xué)報(bào)告》上，由于其簡(jiǎn)單性，可以在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中快速驗(yàn)證光阱中所描述的超冷原子系統(tǒng)。