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物理所成功实现87Rb的玻色

  87Rb Bose的成功

  最近,中国科学院物理研究所王如泉副研究员带领的实验小组成功地实现了87Rb玻色 - 爱因斯坦凝聚(BEC)。这是继上海光机所,中国科学院,北京大学,武汉物理研究所,中国科学院和山西大学之后在中国的第五个BEC实验装置。物理设计有以下几个独特的特点:一是不使用传统的双磁光阱结构,系统只有一套磁光阱和一个真空室。这种设计在双磁光陷阱之间节省了推动光束,并且提高了构建光晶格的光学自由度,这便于二维光晶格的构建,而传统的双磁光阱BEC器件仅适用于建立一维光晶格。由于光晶格是实现玻色子量子调控的重要手段,该器件可以应用于更多的实验方案。由于只需要一个磁光阱,大大简化了光路,提高了激光系统的稳定性,大大降低了系统维护的工作量。单室设计也降低了真空系统的复杂性。其次,采用自主研发的分布式反馈(DFB)二极管激光器。与传统的光栅外腔反馈激光器相比,DFB激光器具有非常好的机械稳定性和连续的非跳变波长调节范围,保证了主激光器的稳定性。第三,使用超低成本的注入锁定二极管激光器代替传统的半导体锥形激光放大器,并且使用次级侧带注入锁定来代替一组泵浦激光器。主激光器和注入锁定激光器的光学和电学部分都是自行研制的,大大降低了成本,全套的激光系统成本和5倍以上的传统降低成本。四是系统采用了大量国产元件,如声光调制器和超高真空离子泵等关键光学和真空元件,为今后全国实验装置的生产经验。目前,该系统可捕获磁光阱中的5×107个原子和QUIC阱中的3×107个原子。蒸发冷却30秒后,在370nK的温度下达到BEC相转变温度,此时在磁阱中有1.9×10 5个原子。进一步的蒸发产生约2.9×10 4个原子的纯BEC态。相关的吸收成像如图所示(图1,2,3)。这项研究是陈东民研究员六年前负责形成固体量子信息和实验室设备的部署。除了实验组的主要成员王汝泉,罗新宇,曹强,王晓瑞博士也被列入。目前,实验小组是该系统的最终优化。下一步是研究一维抖动光晶格和紧束缚二维光晶格中量子退化系统的性质。图1从左上到右下:最终蒸发频率分别为990KHz,985KHz,980KHz,975KHz和972KHz。原子云从完全热原子转换到纯BEC态。图2图2对应于图1的光学吸收截面,可以清楚地看到热原子的背景和BEC原子的中心形成双模分布
jpg图3 BEC原子的各向异性扩展从左到右,分别为1ms,5ms,9ms,13ms和17ms的扩展时间。不同的水平和垂直膨胀率,这与各向同性原子的热膨胀明显不同

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