《強耦合腔量子電動力學中單原子的精密測量》是依託山西大學，由張鵬飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：強耦合腔量子電動力學中單原子的精密測量
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張鵬飛
- 依託單位：山西大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對單個原子質心軌道、速度等信息的實時精密測量及反饋控制不僅能夠幫助我們更好地研究光與物質相互作用的基本過程，對原子內態的操控和在單粒子水平上演示若干量子信息過程也有著重要的意義。對單箇中性原子的精密測量一直是一個極具有挑戰性的問題。單原子與微光學腔強耦合為研究此類問題提供了很好的手段。利用光學腔的增強效應可以獲得單原子的軌道和速度等信息，並為反饋控制原子提供了可能。本項目主要研究：（1）利用微光學腔中非對稱的高階橫模測量單原子自由下落時的質心軌道，獲得原子質心軌道的三維信息；（2）微光學腔內光學偶極阱的構建及單原子俘獲，利用高階橫模測量原子在腔中的質心軌道，並提高測量精度；（3）利用微光學腔徑向一維光學原子傳送帶精確控制原子在腔中的位置，進一步提高軌道測量精度；（4）探索利用原子軌道信息實現量子反饋。通過這些研究，實現利用高品質微光學腔對單原子的精密測量，為進一步實現單原子的全控制提供了新的手段。
結題摘要
單個原子質心軌道、速度等信息的實時精密測量及反饋控制對研究光與物質相互作用、演示量子信息有著重要的意義。本項目的主要研究圍繞單個原子的精密測量展開，在原子軌道精密測量、冷原子團溫度測量及腔內單原子的俘獲控制等方面圓滿完成了項目任務，同時在相關實驗技術方面取得了顯著進展。首先，完成了利用微光學腔中非對稱的TEM01、TEM02、TEM03等更高階橫模測量單原子自由下落時的質心軌道，獲得了三維軌道信息；其次，對冷原子團自由下落進入腔模進行了蒙特卡洛模擬，得到了與實驗符合很好的模擬結果，從而得到了不受系統參數限制的冷原子溫度測量方法；最後，完成了微光學腔內光學偶極阱的構建及單原子俘獲，將腔中原子壽命由100微秒提高到約7毫秒。上述的研究成果為單原子精密測量進一步的深入研究打下良好基礎。
