| Аннотация |
Холодные атомы - основной компонент современных прецизионных измерителей времени (атомных часов предельной точности) и квантовых сенсоров (магнитометров, гравиметров), в том числе на основе волн материи. При этом, основным рабочим инструментом для захвата и лазерного охлаждения атомов является магнито-оптическая ловушка (МОЛ), в которой комбинация неоднородного магнитного поля и около резонансных оптических полей, создают условия для лазерного охлаждения и захвата. Важно отметить, что при создании прецизионных интерферометров и стандартов частоты сдвиги, вызываемые внешними полями (например, магнитным полем), оказывают негативное влияние и должны контролироваться с высокой точностью.
Однако, неконтролируемость сдвигов уровней, несовместима с требованиями прецизионных измерений в квантовых сенсорах и интерферометрах на основе холодных атомов. Поэтому, в экспериментах, как правило, требуется выводить атомы из области охлаждения, и прецизионно контролировать влияние полей. Например, охлаждение атомов (Mg, Sr, Yb) в МОЛ требует большие градиенты магнитных полей (~10Гс/cм). Для компактных систем это приводит к расположению магнитных катушек в непосредственной близостью к области охлаждения, а это, в свою очередь, ведет к наличию паразитных BBR сдвигов, возникновению гистерезиса при включении и выключении магнитного поля, и следовательно к проблемам прецизионного контроля остаточного магнитного поля.
Целью проекта является поиск и развитие альтернативных способов охлаждения и захвата атомов, которые бы не требовали использования магнитных полей. Такие способы могут стать основной для компактных квантовых сенсоров и атомных часов высокой точности.
Нами была показана принципиальная возможность охлаждения ниже доплеровского предела и захвата атомов в бихроматическом световом поле. Показано, что в бихроматическом поле из-за эффектов пространственной когерентности и биений световых волн с различными частотами, возникает глубокий, полностью оптический макроскопический потенциал. Можно создать условия, при которых атомы будут эффективно охлаждаться в локальных минимумах оптического потенциала. Исследование были проведены для реальной структуры атома 6Li с учетом сверхтонкого расщепления уровней и поляризации двухчастотных световых полей, резонансных D2 и D1 линиям. Эти исследования показали возможность охлаждения атомов лития ниже доплеровского предела ~140мкК, и захвата атомов со скоростями ~60 м/c, что сопоставимо с охлаждением и захватом атомов в МОЛ .
Задачами этого проекта будет является исследование возможностей и развитие идеи использования бихроматическкой световых полей для охлаждения и захвата щелочных и щелочноземельных атомы, которые представляют наибольший интерес для экспериментов по лазерному охлаждению (Rb, Cs, Sr, Yb, Ca и др). Их атомная структура существенно отличается, однако предварительная оценка, говорит, что подобные эффекты охлаждения и захвата в бихроматическом поле также возможно реализовать.
|
| Приоритеты научно-технического развития |
е) повышение уровня связанности территории Российской Федерации путем создания интеллектуальных транспортных, энергетических и телекоммуникационных систем, а также занятия и удержания лидерских позиций в создании международных транспортно-логистических систем, освоении и использовании космического и воздушного пространства, Мирового океана, Арктики и Антарктики;
|
